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 numa reprodução fiel do sinal, as fatias, chamadas amostras, da forma de onda analógica devem ser tomadas frequentemente. O número de amostras por segundo é chamado taxa de amostragem ou frequência de amostragem.
Any sinal analógico consiste em componentes a várias frequências. O caso mais simples é a onda sinusoidal, na qual toda a energia do sinal é concentrada a uma frequência. Na prática, os sinais analógicos têm normalmente formas de onda complexas, com componentes em muitas frequências. A maior componente de frequência num sinal analógico determina a largura de banda desse sinal. Quanto maior for a frequência, maior será a largura de banda, se todos os outros factores forem mantidos constantes.
Componha a componente de frequência mais alta, em hertz, para um dado sinal analógico é fmax. De acordo com o Teorema de Nyquist, a taxa de amostragem deve ser pelo menos 2fmax, ou o dobro da componente de frequência analógica mais alta. A amostragem num conversor analógico-digital é accionada por um gerador de impulsos (relógio). Se a taxa de amostragem for inferior a 2fmax, alguns dos componentes de frequência mais alta no sinal de entrada analógico não serão correctamente representados na saída digitalizada. Quando um tal sinal digital é convertido de volta à forma analógica por um conversor digital para analógico, aparecem componentes de falsa frequência que não estavam no sinal analógico original. Esta condição indesejável é uma forma de distorção chamada aliasing.