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数字电路脱胎于模拟电路，最早的芯片都是由模拟电路搭建的，后来人们认识到模拟电路中的某些元器件，如触发器、与或非门等，方便搭建电路，也方便查找错误，非常适合以计算为主的应用场景，于是基于触发器的数字电路就逐渐发展起来，进而脱离了模拟电路，形成了独立的设计方法和流程。
可见，数字电路是模拟电路的一个子集，模拟电路可以使用数字电路的元器件库进行设计，但数字无法使用模拟的元器件库。
数字器件只有0和1两种状态，还有一种亚稳态属于异常，需要尽量避免，而模拟器件有多种工作状态。因为数字状态少，因此元器件本身结构也较为简单，容易量产和标准化，因而可以根据抽象电路描述（如Verilog）进行自动电路综合，并进行自动布局布线，模拟器件的种类繁多，能适应各种不同的需求，其大小、阻值、容值等参数都可以更改，不易标准化，因而设计流程至今仍无法实现自动化，仍然手动绘制原理图，继而绘制版图。
也正是由于数字可以标准化和自动化，其设计结果的可预测性非常强，仿真验证案例种类有限，可收敛，所以才有独立于设计的验证岗位存在，而模拟IC设计没有专门的验证，也是因为元器件状态的多样，验证案例无法脱离设计者而独立存在，因此通常由设计者亲自验证。
数字的标准化和自动化，还降低了数字设计的难度，即相同功能，用数字方式实现比用模拟方式实现更加容易，而且结果更可靠。那么，在给定相同时间和人力的情况下，数字可以做出更为复杂的功能。这就是为什么多数芯片其主要的功能是由数字电路承担的。只有那些数字电路无法渗透的领域，才由模拟电路实现。
目前模拟电路设计的主要领域包括电源、时钟和数字模拟相互转换（ADC/DAC）、微机电（MEMS）、存储芯片等。目前这些领域大多是数模混合形式，模拟和数字的功能贡献各占一半。例如ADC中含有数字滤波器和校准机制，时钟生成电路中有数字的小数倍分频模块及其他一些小的数字功能模块，电源管理芯片的通用标准如PD和QC，再如无线充电的QI等协议，都离不开数字电路的控制。过去主要是模拟领域的高频混频器、高频滤波器，随着数字电路时钟频率的不断提升，也正在逐渐被数字混频器和滤波器所取代。可以说，模拟电路数字化的进程仍在继续，但模拟注定不会被数字完全取代，因为模拟是与现实的物理世界直接相关的，数字世界只是为了便于理解和处理而人为创造的。凡是与芯片外围环境打交道的场景，都离不开模拟电路将其转换为数字信号，一些超高速的接口，如大家常用的USB接口、PCIE总线等，使用的是称为SerDes的连接技术，它能够在一根信号线上传输频率为几十GHz的高速信号，如果用数字方式传输，由于包含很多高频分量，是无法以这么高的频率传输的，只能通过模拟的方式。通常，数字适合计算和控制，而模拟适合与电压、电流等物理量相关的处理工作。
数字设计对工艺不敏感，一个28nm工艺下流片的Verilog代码，其大部分可以不必修改就可在诸如3nm、5nm的工艺下流片，而模拟电路对工艺十分敏感，相同电路设计在不同的工艺下，不同的Foundry下，甚至在相同工艺的细分流程下，表现均不同。对于模拟设计者的水平要求、经验要求高于数字设计。数字经常能做到一版成功（第1次流片就达到预期），而模拟要想一版成功，只能是出于设计者对特定流片工艺的熟练把握，如果不是深耕一种特定工艺，要一版成功非常困难。
虽然数字设计不太关心工艺，但是人们普遍关注工艺的进步，从前几年热捧的5nm到近年来追求的3nm，都是由数字推动的。因为工艺的进步直接导致数字电路尺寸缩小、速度加快、功耗降低，而模拟设计却不追求这样的工艺进步，因为它们处理的电压和电流等物理量需要在版图上画一个足够大的晶体管（也称为管子）。例如，一根管子需要画1000nm长，不论是在5nm工艺下，还是在28nm工艺下，其大小都差不多。因而数字追求的工艺是越精细越好，而模拟并不追求精细，很多以模拟为主的芯片使用0.18工艺（180nm），这是20年前的老工艺，高校流片做实验甚至用300nm工艺，这些工艺流片成本低，能够满足模拟的基本实验需求。模拟更关心一些特殊性能，例如某些工艺下的管子功耗特别低，另一些能够耐受很高的电压，还有一些工艺的性能在－30~100℃范围内不会发生明显变化。这些需求衍生出了某种特殊的工艺，如碳化硅等，这些工艺不能为数字流片，只能单独为模拟流片。
数字的管子一般较小，虽然元器件库中同样功能的管子也会提供三、四种不同大小的，小管子输出电流小，大管子输出电流大，容易带动更多的负载。模拟管子普遍较大，特别是用来承载大电流、大电压的功率管，以及电感（称为巴伦）等元器件，它们会占用很大的芯片面积。
现在有所谓数字芯片和模拟芯片的说法。原本模拟芯片是指没有任何数字电路的芯片，这类芯片往往规模小，功能单一，如LED芯片等，但目前随着用户对产品性能的要求不断提升，纯粹模拟电路的芯片已逐渐被淘汰。现在的模拟芯片主要指其主体功能为模拟功能，如电源管理芯片、高频收发芯片等，其中包含数字部分，但只起到辅助作用。一些小芯片甚至只有SPI和I 2 C这类简单数字接口。数字芯片是以计算和控制等数字功能为主的芯片。此类芯片占市场上的大多数，其规模普遍较大，工艺普遍比模拟芯片先进。