L’oscilloscopio analogico è uno degli strumenti di misura più importanti in una laboratorio elettronico. Parecchi sono i motivi che lo rendono uno dei principali strumenti per l'analisi e il test non solo di strutture elettroniche, ma anche di tutti quei sistemi nei quali l'impiego di opportuni trasduttori permette di avere a disposizione dei segnali elettrici indipendentemente dalla natura fisica delle originali grandezze da analizzare.
La funzione principale di un oscilloscopio consiste essenzialmente nel rappresentare sullo schermo di un tubo a raggi catodici l'andamento di una generica tensione vy in funzione di un'altra tensione vx cioè fornire la curva:

Tale curva è generalmente rappresentata rispetto a una coppia di assi cartesiani ortogonali; in qualche caso vengono utilizzati anche diagramma di tipo polare, che non saranno però presi in esame in quanto segue.
La modalità di funzionamento più usuale per un oscilloscopio consiste nel rendere una delle due tensioni, generalmente la vx proporzionale al tempo; è così possibile visualizzare sullo schermo l'andamento temporale della tensione vy

in questo caso si dice che l'oscilloscopio funziona in base dei tempi.
L'andamento temporale di un segnale può essere ottenuto anche mediante altri strumenti, che assumono diverse denominazioni, come ad esempio registratori plotter o altro, ma che fondamentalmente sono formati da un equipaggio scrivente in grado di lasciare una traccia su carta; in ogni caso, però, poiché l'equipaggio scrivente è dotato di una inerzia non trascurabile, è possibile tracciare il diagramma temporale solo di segnali che evolvono molto lentamente.
In un oscilloscopio, invece, l'elemento scrivente è formato da un fascio di elettroni che eccita, provocando l’emissione di energia luminosa, delle opportune sostanze depositate sullo schermo di un tubo a raggi catodici, rendendo in tal modo visibile la sua posizione. Essendo l'inerzia del fascio di elettroni particolarmente piccola, è possibile visualizzare l'andamento temporale anche di segnali che variano molto rapidamente.

È interessante rappresentare sullo schermo dell'oscilloscopio anche l'andamento della curva vy = f(vx), dove vx e vy provengono entrambe dall'esterno; si dice in questo caso che l'oscilloscopio è utilizzato in modalità xy.
Anche se meno frequente, esiste una terza possibilità di impiego di un oscilloscopio nella quale si utilizza un ulteriore segnale esterno vz mediante il quale si ottiene una modulazione dell'intensità del fascio elettronico di scrittura, di solito nella forma "tutto o niente". In questo caso si dice che si agisce sull'asse z; è possibile eseguire in tal modo alcune interessanti misurazioni.
Da quanto detto è quindi facile intuire le notevoli possibilità applicative di un oscilloscopio. Nel seguito sarà presentata la struttura generale di questo strumento; in particolare, i singoli blocchi costituenti saranno illustrati da un punto di vista funzionale; le corrispondenti realizzazioni circuitali dipendono infatti dell'evoluzione della tecnologia elettronica, dal costruttore e dal modello considerato