Skaitmeninis kompiuteris yra mašina, kuri saugo duomenis skaitiniu formatu ir atlieka operacijas su tais duomenimis naudodama matematines manipuliacijas. Šio tipo kompiuteriai paprastai apima tam tikrą įrenginį informacijai saugoti, tam tikrą duomenų įvesties ir išvesties metodą ir komponentus, leidžiančius atlikti matematines operacijas su saugomais duomenimis. Skaitmeniniai kompiuteriai beveik visada yra elektroniniai, bet nebūtinai taip turi būti.
Yra du pagrindiniai pasaulio modeliavimo skaičiavimo mašina metodai. Analoginiai kompiuteriai naudoja tam tikrą fizinį reiškinį, pvz., elektros įtampą, norėdami modeliuoti kitokį reiškinį ir atlikti operacijas tiesiogiai modifikuodami saugomus duomenis. Tačiau skaitmeninis kompiuteris visus duomenis išsaugo kaip skaičius ir su tais duomenimis atlieka operacijas aritmetiškai. Daugumoje kompiuterių duomenims saugoti naudojami dvejetainiai skaičiai, nes šiuos skaičius sudarantys vienetai ir nuliai lengvai atvaizduojami naudojant paprastas įjungimo ir išjungimo būsenas.
Kompiuteriai, pagrįsti analoginiais principais, turi pranašumų kai kuriose specializuotose srityse, pavyzdžiui, jų gebėjimas nuolat modeliuoti lygtį. Tačiau skaitmeninio kompiuterio pranašumas yra tas, kad jį lengva programuoti. Tai reiškia, kad jie gali apdoroti daugybę skirtingų instrukcijų rinkinių be fizinio perkonfigūravimo.
Ankstyviausi skaitmeniniai kompiuteriai datuojami XIX a. Ankstyvas pavyzdys yra Charleso Babbage’o teorija sukurtas analitinis variklis. Ši mašina būtų saugojusi ir apdorojusi duomenis mechaniškai. Tačiau šie duomenys nebūtų buvę saugomi mechaniškai, o kaip skaitmenų, pavaizduotų atskiromis fizinėmis būsenomis, serija. Šis kompiuteris būtų buvęs programuojamas, pirmasis skaičiavimo srityje.
Skaitmeninis kompiuteris buvo plačiai naudojamas XX amžiuje. Karo spaudimas lėmė didelę pažangą šioje srityje, o elektroniniai kompiuteriai atsirado po Antrojo pasaulinio karo. Šio tipo skaitmeniniai kompiuteriai paprastai naudojo vakuuminių vamzdžių matricas, kad saugotų informaciją, skirtą aktyviai naudoti skaičiavimuose. Ilgesniam laikymui buvo naudojamos popierinės arba perfokortos. Klaviatūros įvestis ir monitoriai atsirado vėliau šimtmetyje.
XXI amžiaus pradžioje kompiuteriai remiasi integriniais grandynais, o ne vakuuminiais vamzdžiais. Juose vis dar naudojama aktyvioji atmintis, ilgalaikė saugykla ir centriniai procesoriai. Įvesties ir išvesties įrenginiai labai padaugėjo, tačiau vis tiek atlieka tas pačias pagrindines funkcijas.
2011 m. kompiuteriai pradeda peržengti įprastų schemų ribas. Dabar skaitmeninio kompiuterio grandinės keliai gali būti spausdinami taip arti vienas kito, kad reikia atsižvelgti į tokius efektus kaip elektronų tuneliavimas. Darbas su skaitmeniniais optiniais kompiuteriais, kurie apdoroja ir saugo duomenis naudodami šviesą ir lęšius, gali padėti įveikti šį apribojimą.
Nanotechnologijos gali sukelti visiškai naują mechaninio skaičiavimo įvairovę. Duomenys gali būti saugomi ir apdorojami skaitmeniniu būdu atskirų molekulių arba mažų molekulių grupių lygiu. Stulbinantis skaičius molekulinių skaičiavimo elementų tilptų į palyginti mažą erdvę. Tai gali labai padidinti skaitmeninių kompiuterių greitį ir galią.