在触发信号到来之前，逻辑分析仪不断地采集和存储数据，一旦触发信号到来，存满观察窗口数据后，逻辑分析仪立即转入显示阶段。根据逻辑分析仪的用途不同，显示的方式也是多种多样的，主要有状态表显示和定时图显示两类，此外，还有矢量图显示、映射图显示、多窗口显示。
所谓状态表显示，就是将数据信息用“1”、“0”组合的逻辑状态表的形式显示在屏幕上。状态表的每一行表示一个时钟脉冲（与被测系统同步的外时钟）对应的一个多通道采集的数据。状态显示可将存储器的内容以二进制、八进制、十六进制的形式显示在屏幕上，或者将总线上出现的数据翻译成各种微处理器的汇编语言源程序，实现反汇编显示。这种显示特别适用于软件调试。
为了便于测试，有些逻辑分析仪中设置有两组存储器，一组存储标准数据或正常响应的数据，另一组存储被测数据。这样，可在屏幕上同时显示两个状态表，并把两个表中的不同状态用高亮字符显示出来，自动进行了比较显示。
定时图显示像多通道示波器显示多个波形一样，将存入存储器的数据流按逻辑电平及其时间关系显示在屏幕上，即显示各通道波形的时序关系。定时图方式是一种时域测量方式，但定时图显示的波形不是实际波形，而是该通道在等间隔采样时间点上采样的信号的逻辑电平值，是一串已被重新构成、类似方波的波形，称为“伪波形”。为了实时地再现波形，要求尽可能高的时钟频率（通常是逻辑分析仪的内时钟）来对输入信号进行采样，但由于受时钟频率和存储容量的限制，取样点不可能无限密，应根据被测对象合理地选用时钟频率。
定时图显示多用于硬件的时序分析，以及检测被测被检波形中各种不正常的毛刺脉冲等，例如分析集成电路输入/输出端的时序与逻辑关系、I/O的中断请求与CPU的应答信号的定时关系等。
1.矢量图显示
矢量图又称点图，是把要显示的数字量用数-模（D-A）转换电路转化成模拟量，然后显示在屏幕上。它类似于示波器的X-Y模式显示，X（水平）轴表示数据出现的实际顺序，Y（垂直）轴表示被显示数据的模拟数值（刻度可由用户设定），每个数字量在屏幕上形成一点，称为“状态点”。系统的每个状态在屏幕上各有一个对应的点，这些点分布在屏幕上组成一幅图，称之为“矢量图”。矢量显示模式显示出状态点的变化轨迹可用于检查一个程序的执行情况。
2.映射图显示
映射图显示可以用来宏观地分析数据流，观察系统动态运行的全貌。映射图显示把采集到的每一个数据分成高位和低位两部分，再分别用两个D-A转换器变换成模拟信号，分别驱动X、Y通道显示。这样每个数据就对应显示器上的一个确定的光点，并用一系列光点表示一个数据流。
逻辑分析仪可设置多个显示窗口。例如，将一个屏幕分成两个窗口显示，上窗口显示该处理系统的I/O端在某一时段的定时图，下窗口显示经反汇编后的微处理器的汇编语言源程序。由于上、下两个窗口的图形在时间上、逻辑上是相关的，因而对硬件电路的定时和软件程序的执行可同时进行观察，软、硬件可联合调试。
应用逻辑分析仪的这种多方式显示功能，在复杂的数字信号与数字系统中能够较快的对错误数据进行定位。例如对于一个有故障的系统，首先用映射图对系统全貌进行观察，根据图形变化，确定问题的大致范围；然后用矢量图对问题进行深入检查，根据图形的不连续点缩小故障范围；再由状态表找出错误的字或位。
