Данные, например, в цифровом сигнале, представлены изменениями состояний этого сигнала. Можно восстановить эту последовательности нулей и единиц, однако необходимо точно знать, в какой момент времени начинать это восстановление. Поэтому важным является синхронизация – согласование по времени. На физическом уровне такое согласование называется битовой синхронизацией. Различают асинхронную и синхронную передачи.

При асинхронной передаче для синхронизации приемника и передатчика  используется стартовый бит, посылаемый перед началом передачи, поскольку неизвестно, в какой момент времени начнется передача. В момент получения стартового бита происходит синхронизация внутренних часов принимающего устройства с внутренними часами передающего.

При синхронной передаче координация внутренних часов приемника и передатчика происходит согласно встроенным механизмам, которые строго определяют момент отправки и приема каждого бита. Существуют различные виды синхронизации, например, синхронизация с гарантированным изменением состояний (информация о времени встроена в сигналы данных), синхронизация с помощью отдельного временного сигнала (информация о времени передается по отдельному каналу), стробирование (синхронизация выполняется с помощью специальных строб-импульсов).