數字信號處理可以分為四類，即線性時不變、線性時變、非線性時不變和非線性時變。理論上，最簡單的解決方案是處理線性時不變變量。這類模擬處理是用線性常系數微分方程來描述的，所以可以用傅立葉級數或傅立葉變換來求解。類似地，這種類型的數字處理可以用線性常系數差分方程來描述，該方程可以通過z變換或離散傅立葉變換來求解。
用狀態變量法解決線性時變數字處理的分析問題是有效的。這種方法特別適合於用電子計算機進行模擬分析。關於具有非線性性質的數字處理，對於具體問題只能進行計算機模擬計算，不能應用疊加原理。