数据记录仪和传感器一起配合工作，将待测的物理量和激励信号转换成电信号，如电压和电流。之后这些电信号再被转换或数字化为二进制数据。二进制数据是非常易于进行软件分析并存储到PC的硬盘或其他存储介质当中的，比如存储卡和CD光盘。
每个数据记录仪都必须包含的一些组件用以对记录信号进行数字化的硬件设备，包括传感器、信号调理设备和模数转换硬件。
数据记录仪是将一个或多个变量随时间或另一变量变化的过程转换为可识别和读取的信号的仪器。它能保存所记录的信号变化以便分析处理。
根据输入输出信号的种类，数据记录可分为模-数、数-模、模-模、数-数等形式，它们的主体电路根据输出形式的不同而有所区别。当输出为数字信号时，其主要电路是能存储数字信息的存储器电路，它能随时将数字信号送给磁带机、穿孔机或其他设备，或经适当变换用示波器观察模拟波形，如数字存储器和波形存储器。当输出为模拟信号时，数据记录主体电路是没有存储功能的模拟放大驱动电路，必须立即用适当记录装置和方法将信号记录到纸、感光胶片或磁带上，才能保存信息，便于进一步分析处理，如各种笔录仪、光线记录器、绘图仪、磁带记录仪等。