Vsak medij, ki lahko učinkovito predstavlja neprekinjeno podatkovno stanje, lahko služi kot osnova za analogni računalnik. Najzgodnejši primeri analognih računalnikov so bili mehanski računalniki, ki uporabljajo gibljive dele in zobnike. Pozneje so se razvili hidravlični računalniki in električni računalniki. V zadnjih letih so bili principi analognega računalništva modelirani z uporabo optičnih računalnikov in so bili osnova za nekatere nastajajoče implementacije kvantnega računalništva.
Analogni računalnik uporablja nek medij za predstavitev stanj diskretnih spremenljivk. Za razliko od digitalnih računalnikov, ki pretvarjajo spremenljivke v niz števil, analogni računalniki delajo s spremenljivkami neposredno. Preoblikujejo in izvajajo operacije na spremenljivkah z uporabo mehanskih, električnih ali drugih procesov, da neposredno spremenijo stanje medija, ki predstavlja spremenljivko.
Mehanski analogni računalniki imajo starodavno zgodovino. Mehanizem Antikythera, produkt ptolemejskega Egipta, je modeliral gibanje predmetov, vidnih na nebu, z uporabo zapletene serije zobnikov. Orrerije so imele podobno funkcijo v zgodnjem novem obdobju. Veliko naprednejši mehanski analogni računalniki so bili uporabljeni med prvo in drugo svetovno vojno za kodiranje in dekodiranje podatkov ter za pomoč pri usmerjanju velikih topniških kosov.
Hidravlični računalniki modelirajo podatke z uporabo pretoka tekočine in ne gibanja mehanskih delov. Morda so najzgodnejši primeri vodne ure, ki so se uporabljale v srednjem veku. Ti so uporabljali enakomeren pretok in pritisk vode za natančno merjenje poteka časa. Sodobnejši hidravlični analogni računalniki za modeliranje podatkov uporabljajo pretok različnih tekočin skozi zaprte sisteme.
Električni analogni računalniki uporabljajo eno od več lastnosti električne energije za predstavljanje in manipulacijo podatkov. Najpogostejše sorte so v preteklosti uporabljale napetost za ta namen. Ta vrsta analognega računalnika je precej zmogljiva in je lahko pri izvajanju določenih funkcij prekašala zgodnje digitalne računalnike, vendar je bila manj vsestranska, saj je vsak nov program običajno zahteval fizično spremembo ožičenja in vezja.
Analogno računalništvo lahko izvajajo tudi optični računalniki. Ti računalniki kodirajo informacije v različnih lastnostih svetlobe in obdelujejo podatke z neposrednim delovanjem na te informacije. Ta vrsta računalništva lahko z veliko učinkovitostjo opravlja določene naloge, predvsem analizo slik.
Narava analognega računalništva z več stanjemi se uporablja tudi pri razvoju prve generacije kvantnih računalnikov. Kvantne računalnike je mogoče strukturirati tako, da izkoristijo naravno podobnost med nekaterimi vrstami fizičnih struktur in osnovno matematično strukturo nekaterih problemov, ki jih obravnava kvantna mehanika. Ko kvantno računalništvo izhaja iz povojov, bo ta vrsta računalnikov bolj pogosta in pomembna.