Vektorsignalanalysatoren (VSA) können mit Spektrumanalysatoren verglichen werden, eignen sich allerdings für Messungen, die über die Spektrumanalyse hinausgehen. Bei den Vektorsignalanalysatoren handelt es sich entweder um eigenständige Analysatoren oder um Software-Tools mit denen Spektrum- und Signalanalysatoren erweitert werden. Diese Erweiterungstools können auch anwendungsspezifisch sein, so beispielsweise für spezielle Mobilfunksysteme oder WLAN-Standards.
Zu den erweiterten Messmöglichkeiten eines Vektorsignalanalysators gehören u.a. flexible, zeittorgesteuerte Spektrumanalysen, die Messung der Leistungsbandbreite, der Cumulative Complementary Distribution Function (CCDF), der Signalleistung des Nachbarkanals oder der Spitzenleistung des Trägersignals. VSAs können die in Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation oder Phasenmodulation modulierten Signale präzise demodulieren und dadurch standardkonforme Modulationsverfahren und Demodulationsverfahren analysieren. Die Darstellung kann frequenzbezogen, zeitbezogen oder symbolbezogen erfolgen. Letztere wird beispielsweise für die vektorielle Darstellung von Phasensternen benutzt.
Damit VSAs als integrale Bestandteile von automatisierten Messplätzen arbeiten können, sind sie mit entsprechenden Schnittstellen wie der USB-Schnittstelle, der Anbindung an Fast-Ethernet oder der LAN Extensions for Instrumentation ( LXI) ausgestattet.