ซินธิไซเซอร์สมัยใหม่ส่วนมากเป็น ดิจิตอล เกือบทั้งหมด รวมไปถึงการสังเคราะห์อนาล็อกสมัยใหม่ก็ใช้เทคนิกของดิจิตอล ซินธิไซเซอร์ดิจิตอลใช้เทคนิคระบบสัญญาณดิจิตอล (Digital signal processing; DSP) เพื่อสร้างเสียงดนตรี ซินธิไซเซอร์ดิจิตอลบางชนิดในปัจจุบันออกมาในรูปแบบของโปรแกรม Softsynth ที่เสียงจากซินธิไซเซอร์นำไปใช้ร่วมกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล นอกเหนือนั้นยังนำไปใช้กับอุปกรณ์ DSP

ซินธิไซเซอร์ดิจิตอลสร้างตัวอย่างดิจิตอล โดยการเลือกเสียงที่ให้ความถี่ตัวอย่างออกมา (แบ่งเป็น 44100 ตัวอย่างต่อวินาที) ในกรณีพื้นฐานที่สุด เครื่องสร้างสัญญาณแต่ละตัวจะถูกจัดใหม่เพื่อการนี้ แต่ละตัวอย่างของเครื่องสร้างสัญญาณถูกใช้ให้เกิดความหลากหลายของเสียง ขึ้นอยู่กับความถี่ของเครื่องกำเนิดสัญญาณ สำหรับเครื่องสร้างฮาร์โมนิกส์ รูปแบบคลื่นของเครื่องสร้างสัญญาณจะถูกกำหนดขึ้น ส่วนเครื่องสุ่มสัญญาณรบกวนสัญญาณที่สุ่มส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของตัวเลข ค่าต่างๆ จากการนับของเครื่องกำเนิดสัญญาณจะถูกผสมเข้าด้วยกัน และจากนั้นจะส่งไปยังตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อก และเครื่องขยายอนาล็อกเพื่อทำลายกำแพงความยากของขั้นตอนที่มีมากมายในการสร้างสภาพแวดล้อมเสียงและการผสมเสียง และเพื่อเพิ่ม ADSR และระดับการผสมเพื่อสร้างค่าจำนวนจริงของเครื่องสร้างสัญญาณ ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และเพื่อเพิ่มค่าในขั้นตอนสุดท้ายของการผสมเสียง สัญญาณจะถูกแปลงเป็นค่าคงที่ในเชิงเส้น