按照用戶要求，在交換局、所建立用戶間暫時通信所需線路的接續和實現其相互通信的技術。通信範圍不局限於固定的一對用戶，而是在一群用戶、一個城市、一個國傢，甚至全球範圍內進行通信，即在不同的通信網內通信。在通信網裏，所有的用戶間是沒有直達線路的，而是根據各個用戶的分佈情況，通過用戶線路分別接到各從屬的交換局。同屬於一個交換局的兩個用戶通信時，則由該局完成接續；若非同屬於一個局的兩個用戶通信時，則由兩用戶所經路由上的各交換局依次接續，並由終點局接通對方用戶。用少量量的設備，就能使網內的任何兩個用戶在很短的時間內建立連接，這是交換技術的目的。完成這種任務的設備，稱為交換設備或交換機。
交換技術最先是為適應人們交換電話信息和電報信息而發展起來的。不同的通信業務，需要采用不同的交換方式。例如，電話（或用戶電報）通信是將電話（或電報）電路臨時接通，由用戶雙方自己講話（或收發電報），這種方式稱為電路交換；公眾電報業務的交換是由一個接轉局用紙帶或其他形式的存儲器將發來的電報接收、存儲起來，然後再向下一個接轉局轉發出去，逐段接轉，直到終點收報局收下再投遞給收報人，這種交換稱為存儲轉發交換，亦稱電文交換或信息交換。交換的信息種類不僅是電話、電報，還有傳真、數據、圖像等信息。這些信息的傳輸和交換方式在早期都是采用模擬形式，有的（如用戶傳真、低中速數據通信）可利用現有的模擬電話交換網，占用其中一個話路。60年代以來，有些國傢已建立獨立的數字化的傳真網、數據網和圖像網，並都有各自的專用交換設備。由於信息種類較多，從經濟上和用戶使用方便上考慮，要求通信網從單一網(如電話網，數據網)逐步向綜合業務網的方向發展。
電話交換技術首先是從人工交換開始，自1889年發明步進制以來，電話通信進入瞭自動交換階段。自動交換機經歷瞭步進制、機動制、縱橫制、電子佈線邏輯控制和空分程序控制。70年代以來，各國都在積極研制和采用程控數字交換設備。數字技術的發展對形成綜合業務數字網(ISDN)起瞭很大的促進作用。
交換機按使用范圍可分為市內交換機、長途交換機、國際交換機、農村交換機和用戶小交換機五種。①市內交換機：專為一個城市范圍內的所有用戶建立交換信息的通路；②長途交換機：專為城市與城市之間建立交換信息的通路；③國際交換機：專為國傢與國傢之間建立交換信息的通路；④農村交換機：專為縣和縣以下農村用戶建立交換信息的通路；⑤用戶小交換機：專為機關、學校、工礦、企業等內部用戶建立交換信息的通路。程控交換機出現後，各種交換機可以組合使用。
通信網體制 通信網主要由三種設備構成：①用戶設備，如電話機；②傳輸設備，如電纜、多路復用裝置、光纖、天線等；③交換設備，如電話交換機。通信網體制是研究如何把交換設備、傳輸設備和用戶設備構成一個最經濟、最有效的通信網。這涉及到交換局選址和容量的最優化、衰耗的分配、呼損分配、路由規劃、編號制度、信令（又稱信號）方式、近期和遠期的業務預測和相應的發展規劃，以及模擬網如何過渡到數字網等。
話務問題 研究交換機三個參數之間的相互關系問題。這三個參數是：①交換設備配置的數量；②服務等級；③每一用戶設備在最繁忙的一段時間內產生呼出或呼入的次數和通話時間長度。由於交換設備種類的不同，衡量服務等級有二種處理方法。一種是遇到交換機公用設備全忙時把呼叫立刻作為損失處理，這時用戶一般均能聽到忙音，即明顯損失。另一種是接續延遲，等待公用設備空閑後再予以接通，其等待時間是一項服務等級的指標。
技術性能和指標 由於交換機的種類及使用的范圍不同，用戶對它們的技術性能和指標的要求也不同，這些都必須在研制時首先確定。例如，對長途交換機，就要確定路由選擇性能的要求、長途與市內之間的配合要求、全自動接續或是半自動接續的要求、計費要求和維護測試性能等；對市內交換機，就要確定所能適應的通信網、與其他制式的配合、對長途的配合、特種服務和特種業務的性能、復原控制方式和維護測試等性能，另外需要明確傳輸指標、局內回路指標和用戶線路指標等。這些指標直接關系到交換機的服務能力和質量。
信令方式 主要指交換局間傳輸信令(信號)的方式。以電話通信為例，信令按內容可分為記發器信令和線路信令。①記發器信令：傳輸主、被叫用戶的號碼、類別和用戶狀態的信令。②線路信令：監視主、被叫用戶摘機、掛機的信令。信令根據其傳輸路由與通話路由之間的關系，還可分為隨路信令和公共信道信令。隨路信令是與話路結合起來的，在同一條話路上傳輸；公共信道信令是很多話路上的信令合在一路專用的公共信令信道上傳輸，如國際電報電話咨詢委員會(CCITT)建議的No.6和No.7信令，前者適用於模擬網，後者則適用於數字網。
隨路信令在采用32路A律方式的脈碼調制傳輸中，其第16時隙有4位碼可以傳輸信令，其信令編排方式國際上稱為 DR2。若用模擬方式傳輸，一般從傳輸信令的電氣特性來分，還可分成直流信令（或稱直流標志）和音頻信令。直流信令主要用作市內電話空分交換機的線路信令；音頻信令主要用作記發器信令。在長途采用載波傳輸時，線路信令也是音頻信令。
中國的音頻記發器信令采用多頻互控方式。信令分為前向和後向兩種。前向信令是用戶號碼和業務類別信令，采用6中取2的方式組成15個數碼信令；後向信令是控制證實和被叫用戶狀態信令，采用4中取2方式組成6個數碼信令。中國的多頻信令與國際上的R2信令方式在頻率及電氣特性上相一致，但在發送程序及含義上有所差異。由於信令方式問題涉及到交換局間相互配合以及國際通信的局間信令配合問題，故要求嚴格統一。
邏輯電路、脈沖數字技術和計算機技術 電話交換機是一種復雜而龐大的邏輯電路。60年代中期，電子交換開始應用計算機技術構成程控交換機，控制方式有瞭質的改進。程控交換的主要特征是以存儲程序控制取代傳統的佈線邏輯控制，硬件構成的邏輯電路功能也大部分由軟件完成。隨著新業務功能和維護管理的要求越來越高，程控交換的軟件日益龐大，軟件故障隨之增加。為解決這個問題，國際上已開始采用高級語言編制程序，國際電報電話咨詢委員會推薦用 CHILL語言作為交換機的高級語言。脈沖數字技術在交換機中的應用，一是構成邏輯電路，采用脈沖時序完成邏輯控制；二是采用脈沖編碼技術原理構成話路及各種信息的交換。
市話交換的交換機雖然制式不同，但都具有以下基本功能：①識別話源，即識別話源的號碼和類別；②接收主叫用戶撥的被叫用戶的號碼，其中包括交換局間傳輸的主、被叫用戶的號碼及其他必要的信息；③譯碼，即對被叫的局向進行譯碼，以便尋找路由和確定傳輸信令的方式，同時還對被叫用戶的類別進行譯碼；④選擇通路，包括選擇空閑的中繼線和空閑的鏈路，它們可以是空分的，也可以是時分的；⑤溝通本局用戶設備間、中繼線間以及用戶設備與中繼線間的通路，它們也可以是空分或時分的；⑥向用戶設備進行振鈴，饋送通話電源，監視應答及釋放；⑦計費，中國采取從雙方通話開始計費，計費方式分為單式計費和復式計費（考慮時間及距離兩種因素）兩種；⑧維護測試和管理，方法有多種，如各類設備的例行測試，故障的告警、顯示、記錄、分析和診斷以及故障定位判斷，話務統計和服務質量觀察。