分解能は、デバイスまたはセンサが検出できる入力信号の変化の最小単位です。アナログ信号を表すのに使用されるビット数によってADCの分解能が決定します。測定デバイスの分解能は、定規の目盛に例えることができます。目盛りの数が多いほど測定度が精密になります。同様に、分解能が高いほど、使用するシステムでADCレンジの区分レンジを広くすることが可能になるため、より小さい変化量の検出が可能になります。

3ビットADCでは、レンジが23 (すなわち8) 区分に分割されます。000から111の間のバイナリコードまたはデジタルコードは各区分を表します。ADCはアナログ信号の各測定値をデジタル区分の1つに変換します。以下の図は、3ビットのADCによって取得された正弦波のデジタル画像を示します。明らかに変換器のデジタル区分はアナログ信号の異なる電圧を表すのに少なすぎるため、デジタル信号は元の信号を正確に表示しません。ただし、分解能を16ビットに増加すると、ADCの区分数は8から65,536 (216) に増加します。これで、ADCはアナログ信号の正確な表示を得ることが可能になります。