程控数字交换机是用电子计算机存储程序控制的、采用脉冲编码调制（绝大多数情况下）时分多路复用技术进行交换的全电子式自动交换机。这是从控制和接续两个主要功能的角度，相对于机电制交换机而言的，也正是程控数字交换机的特征。
程控数字交换机的控制方式是计算机存储程序控制。预先编好的程序存储在电子计算机内，时刻不停地监视收集交换对象的企求动态，实时地作出响应，以存储程序的指令实行智能控制，完成通话接续，这称为呼叫处理。此外，存储程序控制还提供为用户服务的多样化性能，为本交换机运转维护服务的许多功能，以及为电话网的网络管理提供系统综合功能，其智能化程序是很高的。增改性能和进行业务处理，只需修改或输入新程序即可实现。
程控系统由硬件（设备）和软件（数据、程序等）组成。其系统结构，随着微电子技术的发展，由早期的单机集中控制，逐步经过多机、分级、全分散控制的演进，在经济上、技术上、安全上都达到相当完满的程度。
脉冲编码调制-时分多路复用（PCM-TDM）技术被引入交换，产生了数字交换技术。
PCM是将模拟话音信号，经过取样、量化和编码等过程，变成数字信号的调制方式。交换机上采用的PCM为30/32基群系统。取样频率为8000次/秒，每次取样周期为125微秒，每条话路的时间间隙（时隙）为125/32=3.91微秒，量化等级为256，每时隙码数8位，以二进制00000000——11111111代表十进制0-255的样值范围。经过时分复用（TDM），将32个话路加以复合，传输码率为8000*8*32=2048kb/s。这是发端的情况，在收端为逆过程，将数字信号还原为模拟话音信号。
当PCM作为传输手段时，A、B两端的时隙、依话路次序意义对直，A端各时隙的8位样值，依次经PCM链路汇成2048kb/s的码流传向B端，其媒体是线路，脉冲宽度占空比为50%，还要变成双极传输。时隙0用作帧同步，时隙16用来传送各种信号，只有时隙1~15和17~31能用作话路。一次通话要占两条话路。
如果没有这种时隙交换器，光有脉冲编码调制（PCM）和时分多路复用（TDM）技术，是不能实现交换的。因为脉冲编码调制只是将300~3400Hz的模拟话音信号调制成为64kb/s的数字信号；时分多路复用只能把许多64kb/s的单话路数字信号按时间间隙顺序用公共链路汇合成高码率的脉码流；只有经过时隙交换器的存储器组合，按入时隙的顺序将各话路的数字信号一一提取出来，暂时存储，再待对方时隙出现，受控制器件的控制，一一将各路话音数字信号转移交付，才实现交换。所以数字交换应使脉冲编码调制、时分多路复用和时隙交换三者的综合。
