Truyền hình kỹ thuật số (tiếng Anh: Digital television - DTV) là một hệ thống viễn thông phát và nhận tín hiệu hình ảnh và âm thanh bằng các tín hiệu kỹ thuật số, trái với các tín hiệu tương tự (analog) được các đài truyền hình truyền thống sử dụng. Vào thời điểm phát triển, nó được coi là một tiến bộ đổi mới và đại diện cho sự phát triển quan trọng đầu tiên trong công nghệ truyền hình kể từ truyền hình màu vào những năm 1950. Truyền hình kỹ thuật số hiện đại được truyền ở độ phân giải cao (HDTV) lớn hơn so với TV analog. Nó thường sử dụng tỷ lệ khung hình màn hình rộng (thường là 16:9) khác với định dạng khung hình hẹp của TV analog. Nó làm cho việc sử dụng tiết kiệm hơn không gian phổ vô tuyến khan hiếm; nó có thể truyền tối đa mười kênh trong cùng dãy sóng như một kênh analog, và cung cấp nhiều tính năng mới mà truyền hình analog không thể. Một quá trình chuyển đổi tanalog sang kỹ thuật số bắt đầu vào khoảng năm 2000. Các tiêu chuẩn phát sóng truyền hình kỹ thuật số khác nhau đã được áp dụng ở các khu vực khác nhau trên thế giới; dưới đây là một số tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi:
Truyền dẫn Video Kỹ thuật số (DVB) sử dụng điều chế ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) được mã hóa và hỗ trợ truyền phân cấp. Tiêu chuẩn này đã được áp dụng ở Châu Âu, Châu Phi, Châu Á và Úc, với tổng số khoảng 60 quốc gia. Tại Việt Nam, tiêu chuẩn DVB được lựa chọn cho các hạ tầng phát sóng truyền hình mặt đất (DVB-T2), truyền hình vệ tinh (DVB-S/S2) và truyền hình cáp (DVB-C).
Hệ thống Truyền hình Tiên tiến (ATSC) sử dụng dải phụ di tích tám cấp (8VSB) để phát sóng mặt đất. Tiêu chuẩn này đã được 6 quốc gia áp dụng: Hoa Kỳ, Canada, Mexico, Hàn Quốc, Cộng hòa Dominicana và Honduras.
Dịch vụ Tích hợp Phát sóng Kỹ thuật số (ISDB) là một hệ thống được thiết kế để cung cấp khả năng thu sóng tốt cho các máy thu cố định và cả máy thu di động hoặc di động. Dịch vụ này sử dụng OFDM và xen kẽ hai chiều. Hỗ trợ truyền phân cấp lên đến ba lớp và sử dụng video MPEG-2 và Mã hóa âm thanh nâng cao. Tiêu chuẩn này đã được áp dụng ở Nhật Bản và Philippines. ISDB-T International là bản phóng tác của tiêu chuẩn này sử dụng H.264/MPEG-4 AVC, được áp dụng ở hầu hết các quốc gia châu Phi nói tiếng Bồ Đào Nha và Bồ Đào Nha.
Phát sóng Đa phương tiện Mặt đất Kỹ thuật số (DTMB) áp dụng công nghệ OFDM đồng bộ miền thời gian (TDS) với khung tín hiệu giả ngẫu nhiên để đóng vai trò là khoảng bảo vệ (GI) của khối OFDM và ký hiệu đào tạo. Tiêu chuẩn DTMB đã được áp dụng tại Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa, bao gồm cả Hồng Kông và Ma Cao.
Phát sóng Đa phương tiện Mặt đất (DMB) là một công nghệ truyền dẫn vô tuyến kỹ thuật số được phát triển ở Hàn Quốc như một phần của dự án CNTT quốc gia để truyền tín hiệu đa phương tiện như TV, radio và dữ liệu tới các thiết bị di động như điện thoại di động, máy tính xách tay và hệ thống định vị GPS.