高清语音通话的工作原理是压缩和传输具有高采样率和比特率的高频范围模拟信号。85-100Kbps的高比特率意味着更清晰的音频，模仿面对面的对话。
传统的窄带音频仅传输扬声器声音的中频，而高科技宽带音频技术（如高清通话）传输更宽范围的频率，可捕获更多语音音调。虽然人声频率范围为50至7，000Hz，但具有窄带音频的传统PSTN电话连接传输300至3，400Hz之间的语音频率-切断扬声器的和音高，导致更模糊，更暗淡的音质。相比之下，具有宽带音频的高清语音设备中的编解码器传输50至20，000Hz之间的音频，覆盖了许多人声的自然高低声音，从而通过移动和VoIP耳机，硬电话和软电话获得更清晰，更逼真的音频。
采样率是编解码器每秒为压缩和传输准确的频率而采集的音频采样数。采样率越高，音频质量越好。虽然传统的PSTN编解码器的采样率约为每秒8，000个样本，但高清语音编解码器的采样率为每秒16，000个甚至高达48，000个样本，从而获得更准确的声音。
通常分为空分程控电话交换机和时分程控电话交换机。前者是通过交叉点的连通，将某条线上的空隙话音信息，传递到另一条线上；后者是将时分复用线上的某一时隙话音信息，传递到另一时分复用线上。时分程控交换机按其传递的话音信号形式，又分为传递脉幅调制信号的模拟时分程控电话交换机和传递脉码调制信号或增量调制信号的数字时分程控电话交换机。