Les émissions sont directement tournées en numérique. Les programmes encore analogiques comme les anciennes séries TV, sont numérisés avant d'être diffusés. Au final, chaque chaîne fournit son programme à l'opérateur de multiplexage sous la forme d'un flux numérique non compressé.

L'opérateur de multiplexage se charge, dans un premier temps, de compresser le flux vidéo qu'il reçoit de chaque chaîne. Puis il l'assemble selon la norme de diffusion numérique DVB-T définie pour la TNT. Les données numériques prennent alors la forme d'un signal analogique modulé. Pour les chaînes gratuites de la TNT, c'est une compression Mpeg-2 qui est appliquée.

Sa technique repose sur un principe d'économie. Pour la partie vidéo, il s'agit de ne transmettre que ce qui ne l'a pas encore été : des images de référence alternent avec des indications sur les mouvements d'une image à l'autre. Les images intermédiaires ne sont pas transmises, mais seront recréées à partir de ces informations.

Le multiplex est prêt à être transmis par l'opérateur chargé de la diffusion. Le réseau de la TNT reprend en grande partie les infrastructures utilisées par la télévision analogique. Pour acheminer le signal jusqu'aux émetteurs principaux répartis sur l'ensemble du territoire, l'opérateur de diffusion peut utiliser trois solutions. Le signal peut être relayé par satellite, acheminé par fibre optique, ou bien transmis directement par une puissante antenne d'émission (par exemple la tour Eiffel).

Les émetteurs principaux réceptionnent le signal, puis arrosent d'autres émetteurs secondaires qui servent de relais jusqu'aux habitations. Au niveau des émetteurs principaux, il est prévu de pouvoir ajouter au bouquet des chaînes nationales des chaînes locales, comme les déclinaisons régionales de France 3.

L'antenne râteau de l'habitation capte le canal du multiplex. Le signal hertzien prend alors la forme d'un signal électrique modulé disponible à la prise antenne, et le décodeur se charge de retranscrire les données sous forme numérique, de séparer les informations concernant chaque chaîne, de décompresser le signal Mpeg-2 correspondant et de restituer un signal exploitable par le téléviseur.

Par rapport au signal analogique traditionnel, le signal numérique permet de gérer les éventuelles erreurs de transmission. Fini la neige sur l'écran ! Ou vous recevez le signal, et votre image est propre et nette, ou bien le signal est défectueux et votre poste affiche un écran noir.