电话机刚问世的时候，是直接用电话线将两个电话机相连进行通话，这样一部电话机通过一条线路只能与一部电话机（用户）通话。要想用这部电话机与另外一些电话机（用户）通话就不方便了。为了解决这个问题，人们就增加了一个叫“电话交换机”（也称总机）的专门设备。有了电话交换机，每一个用户只要与电话交换机连通一条线路，就可以通过交换机与其他（已与电话交换机接通线路）的任何一个用户通话。这就是说，交换机是一种汇集多条电话线路（用户）并且根据其中用户的要求，通过交替调换线路的方式将两线路（用户）接通的设备。人们称其为“电话交换机”。它由话路接续部分和控制部分组成。话路接续部分用于提供通路。控制部分用于完成信号（用户要通电话传送的信息）处理和话路接续动作的控制。
电话交换机一般分为人工和自动两类。
人工电话交换机的振铃、应答、接通和话终拆线（即通话结束后，拆掉原通话线路以供其他用户使用）等过程，均由人工完成，通常有磁石式和共电式两种。磁石式交换机是接续磁石式电话机用户间通话的设备，其容量较小，一般为数十门。它结构简单，携带和维修方便，对线路要求不高，适宜在野战条件下使用。共电式交换机是接续共电式电话机用户问通话的设备，通话和振铃电源由交换机统一供给，容量一般为数十门至数百门。
自动交换机能自动完成上述通话接续的全过程，其容量为数十门（或线）到数十万门（或线），通常有机电式和电子式两种。机电式交换机有步进制、纵横制等。电子式交换机按话路接续部分的组成方式，分为空分制（即话路接续设备按空间位置排列，且一条通路在一定的通话时间内只能为一对用户服务）和时分制（即话路接续设备除按空间位置排列外，还利用时间分割的方法，在一条通路上为多对用户服务）；按其控制方式，又分为布线逻辑控制和存储程序控制。
自19世纪70年代出现磁石式交换机以来，随着电子技术及电子计算机技术的应用和发展，至20世纪60年代，出现了程序控制交换机，简称程控交换机。它是利用电子计算机技术，以预先编好的程序来控制交换机的交换接续动作。
目前正在使用的程控交换机按话路系统分，有空分模拟式和时分数字式。在程控交换机发展初期，话路系统是采用空分接线器组成的网络，交换话音模拟信号。时分数字式的话路则使用电子式时分数字接线器，因而时分数字式交换机又称全电子交换机或数字交换机。
程控交换机能自动完成交换接续，速度快，效率高，灵活性和适应性好，且可实现多种服务功能，同时体积小，重量轻。
它的应用是电话交换机的一大飞跃，目前正处于青春期，有着广阔的发展前景。
