全数字锁相环的基本工作过程如下：(1) 设输入信号 Ui(t) 和本振信号（数字压控振荡器输出信号）Uo(t) 分别是正弦和余弦信号，他们在数字鉴相器内进行比较，数字鉴相器的输出是一个与两者间的相位差成比例的电压Ud(t)。(2) 数字环路滤波器除数字鉴相器输出中的高频分量，然后把输出电压Uc(t) 加到数字压控振荡器的输入端，数字压控振荡器的本振信号频率随着输入电压的变化而变化。如果两者频率不一致，则数字鉴相器的输出将产生低频变化分量，并通过低通滤波器使DCO的频率发生变化。只要环路设计恰当，则这种变化将使本振信号Uo(t) 的频率与数字鉴相器输入信号Ui(t) 的频率一致。(3)最后，如果本振信号的频率和输入信号的频率完全一致，两者的相位差将保持某一个恒定值，则数字鉴相器的输出将是一个恒定直流电压 （忽略高频分量），数字环路滤波器的输出也是一个直流电压，DCO的频率也将停止变化，这时，环路处于“锁定状态”。
