Die Samplingtiefe oder Bittiefe ist ein Maß für den Dynamikumfang eines Signals. Er gilt gleichermaßen für Audiosignale, für die Farbunterschiede von Fotos, Bildern und Grafiken und für die Helligkeitsunterschiede von Videosignalen.
Die Bittiefe selbst sagt etwas über die Pegelunterschiede zwischen den Werten von zwei Abtastungen. Geringe Stufenunterschiede deuten darauf hin, dass die Abtastungen fein sind und die Abtastung des Analogsignals viele Stufenunterschiede aufweist. Das bedeutet, dass das Analogsignal mit einer höheren Samplingtiefe abgetastet wurde.
Bei einer Samplingtiefe von 4 Bit können den Analogpegeln 16 Stufenwerte zugeordnet werden. Bei 8 Bit sind es bereits 256, bei 16 Bit 65.536 und bei 24 Bit 16.777.216 Stufenwerte. Bezogen auf eine physikalische Größe würden bei einem mit 8 Bit quantisierten Analogsignal diesem 256 Pegelunterschiede zugeordnet werden können. Bei einem Farbsignal wären es 256 Farbunterschiede. Moderne Displays können Videos mit Farbtiefen mit 21 Bit darstellen, was einer Farbdarstellung in Direct Color entspricht, aber auch in True Color mit 24 Bit, mit dem über 16 Millionen Farbunterschiede dargestellt werden können. Die höchste Farbauflösung bietet Deep Color, das mit einer Farbtiefe von bis zu 48 Bit arbeitet.