Dieses Verfahren hat zwei wesentliche Vorteile. Zum einen besitzt es eine hohe Flexibilität: ein Analogfilter kann im ungünstigsten Fall nur durch Austausch einzelner Bauelemente in seiner Charakteristik verändert werden, also durch Änderung der Hardware. Dagegen genügt bei einem digitalen Filter eine Änderung der Software. Zum zweiten ist die digitale Signalbearbeitung absolut stör- und rauschfrei, bei analogen Verfahren ist jedes verwendete Bauelement eine Quelle für Rauschen und andere Störungen.
Neben der Nachbildung analoger Filter lassen sich mit DSPs auch andere Operationen durchführen, die in Analogtechnik kaum oder gar nicht möglich sind. Ein Beispiel hierfür ist die Echtzeit-Spektralanalyse von Signalen mit Hilfe der (Fast-)Fourier-Transformation.
Die moderne HiFi-Technik ist ein Beispiel dafür, wie weit die digitale Signalverarbeitung heute verbreitet ist. Auf Compact-Discs ist immer häufiger das DDD-Kürzel zu finden, das bedeutet, daß bei der Aufnahme im Studio das Mikrofonsignal sofort digitalisiert wurde, und daß alle weiteren Bearbeitungsschritte von der Aufzeichnung der Master-Tapes und der Abmischung bis zur Speicherung auf CD rein digital erfolgten.