快速傅立葉變換可用來確定時域信號的頻譜。信號必須在時域中被數字化，然后執行FFT算法來求出頻譜。一般頻譜分析儀N9020的結構是：輸入信號首先通過一個可變衰減器，以提供不同的測量范圍，然后信號經過低通濾波器，除去處于儀器頻率范圍之外的不希望的高頻分量，再對波形進行取樣即模擬到數字轉換，轉換為數字形式后，用微處理器（或其他數字電路如FPGA,DSP）接收取樣波形，利用FFT計算波形的頻譜，并將結果記錄和顯示在屏幕上。

　　頻譜分析儀N9020能夠完成多通道濾波器式同樣的功能，但無需使用許多帶通濾波器，它使用數字信號處理來實現多個獨立濾波器相當的功能。從概念上講，FFT方法是簡單明確的：對信號進行數字化，再計算頻譜。實際上，為了使測量具有意義，還需要考慮很多因素。

　　FFT的實質是基帶變換，換句話說，FFT的頻率范圍總是從0Hz開始并延伸到某個頻率處。這對需要分析較窄頻帶（不是從直流開始）的測量情況可能是一個重大限制。例如，頻譜分析儀N9020具有取樣頻率，FFT的頻率范圍是0Hz到128KHz。若N=1024，則頻率分辨力將是，故不能分辨間隔小于250Hz的譜線。

　　提高頻率分辨力的一種方法是增大時間記錄中的取樣點數N，這也增大FFT輸出的節點數。不過，問題在于，這會增加FFT所要處理的數組長度，從而增加計算時間。FFT算法的計算時間往往限制了儀器的性能（比如屏幕刷新速度），所以增加FFT的長度往往是可取的。

　　另一種方法是使用數字下變頻器，對于帶限信號，進行數字下變頻，這樣等效降低了采樣速率，可以提高頻率分辨力。ADC的輸出與數字正弦波相乘，借助數字混頻使數字正弦波的頻率降低。再用數字濾波器進行濾波，數字濾波器通過利用適當的抽選因子來形成適當的頻率間隔，這個帶寬可以做得很窄，可以形成窄到1Hz的頻率間隔和頻率分辨力。