數字儀表的工作原理主要分以下幾種情況。

首先是電壓型數字儀表，它接受電壓或電流信號，工作時將輸入的電壓信號通過模擬-數字轉換，變成相應的斷續信號，通常是二-十進制編碼信號，接著經數字譯碼和光電顯示器件將數字顯示出來。

其次是頻率型數字儀表，它接受脈沖或頻率信號，通過對輸入信號進行計數和邏輯控制，累計一定時間間隔內的脈沖數，并將其轉換成相應的二-十進制編碼信號，再經譯碼實現數字顯示，也能直接接受來自檢測儀表的數字信號，經變換、數據處理后完成顯示。

數字式顯示儀表一般由模數轉換、非線性補償及標度變換三大部分組成，以電信號為輸入量，直接用數字顯示被測量。實現數字顯示的關鍵在于通過 A/D 轉換裝置把連續變化的模擬量轉換成斷續變化的數字量。

像微歐計這種數字式儀表，其基本原理是利用直流恒流源在被測電阻上產生直流電壓降，然后通過電壓放大和 A/D 轉換器變為數字顯示的電阻值。測量過程采用“四端子”測量法，能消除引線和接觸電阻帶來的誤差。

數字式儀表不僅能取代傳統機械式儀表顯示常見的水溫、油量等，還能顯示車輛控制系統的故障信息等復雜內容。其類型大致分三種：一是 LCD 與指針混合數字顯示式，應用較多；二是全數字指針顯示式，通過數字式電路控制步進電動機驅動指針顯示；三是 LCD 全數字顯示式，由數字液晶儀表與寬溫度范圍的模擬指針式儀表組合而成。

數字式儀表主要由硬件和軟件構成，硬件是電路部分，用傳感器檢測各種信號，在微處理器軟件作用下轉換、處理，最后由顯示電路顯示信息，軟件則是存儲器中的控制程序，負責信號處理和功能控制。