O Teorema Nyquist, também conhecido como o teorema da amostragem, é um princípio que os engenheiros seguem na digitalização de sinais analógicos. Para que a conversão analógico-digital (ADC) resulte em uma reprodução fiel do sinal, cortes, chamados samples, da forma de onda analógica devem ser tomados com freqüência. O número de amostras por segundo é chamado de taxa de amostragem ou freqüência de amostragem.
Any sinal analógico consiste de componentes em várias freqüências. O caso mais simples é a onda senoidal, na qual toda a energia do sinal é concentrada em uma freqüência. Na prática, os sinais analógicos geralmente têm formas de onda complexas, com componentes em muitas freqüências. A maior componente de freqüência em um sinal analógico determina a largura de banda desse sinal. Quanto maior a freqüência, maior a largura de banda, se todos os outros fatores forem mantidos constantes.
Suponha o componente de freqüência mais alta, em hertz, para um dado sinal analógico é fmax. De acordo com o Teorema de Nyquist, a taxa de amostragem deve ser de pelo menos 2fmax, ou o dobro da componente de freqüência analógica mais alta. A amostragem em um conversor analógico-digital é acionada por um gerador de pulsos (relógio). Se a taxa de amostragem for inferior a 2fmax, alguns dos componentes de freqüência mais alta no sinal de entrada analógico não serão corretamente representados na saída digitalizada. Quando esse sinal digital é convertido de volta à forma analógica por um conversor digital para analógico, aparecem componentes de freqüência falsos que não estavam no sinal analógico original. Esta condição indesejável é uma forma de distorção chamada aliasing.