高清語音通話的工作原理是壓縮和傳輸具有高采樣率和比特率的高頻范圍模擬信號。85-100Kbps的高比特率意味著更清晰的音頻，模仿面對面的對話。
傳統的窄帶音頻僅傳輸揚聲器聲音的中頻，而高科技寬帶音頻技術（如高清通話）傳輸更寬范圍的頻率，可捕獲更多語音音調。雖然人聲頻率范圍為50至7，000Hz，但具有窄帶音頻的傳統PSTN電話連接傳輸300至3，400Hz之間的語音頻率-切斷揚聲器的和音高，導致更模糊，更暗淡的音質。相比之下，具有寬帶音頻的高清語音設備中的編解碼器傳輸50至20，000Hz之間的音頻，覆蓋了許多人聲的自然高低聲音，從而通過移動和VoIP耳機，硬電話和軟電話獲得更清晰，更逼真的音頻。
采樣率是編解碼器每秒為壓縮和傳輸準確的頻率而采集的音頻采樣數。采樣率越高，音頻質量越好。雖然傳統的PSTN編解碼器的采樣率約為每秒8，000個樣本，但高清語音編解碼器的采樣率為每秒16，000個甚至高達48，000個樣本，從而獲得更準確的聲音。
通常分為空分程控電話交換機和時分程控電話交換機。前者是通過交叉點的連通，將某條線上的空隙話音信息，傳遞到另一條線上；后者是將時分復用線上的某一時隙話音信息，傳遞到另一時分復用線上。時分程控交換機按其傳遞的話音信號形式，又分為傳遞脈幅調制信號的模擬時分程控電話交換機和傳遞脈碼調制信號或增量調制信號的數字時分程控電話交換機。