把模拟计算机与数字计算机联合在一起应用于系统仿真的计算机系统。混合计算机出现于20世纪70年代。那时,数字计算机是串行操作的,运算速度受到限制，但运算精度很高；而模拟计算机是并行操作的，运算速度很高，但精度较低。把两者结合起来可以互相取长补短，因此混合计算机主要适用于一些严格要求实时性的复杂系统的仿真。例如在导弹系统仿真中，连续变化的姿态动力学模型由模拟计算机来实现，而导航和轨道计算则由数字计算机来实现。
混合计算机一般由三个部分组成：通用模拟计算机、通用数字计算机和连接系统（见图）。连接系统有时与模拟计算机合在一起被称为混合模拟计算机,它除了具有一般模拟计算机的运算部件外,还增加了逻辑部件（如与门、或门、非门、触发器、寄存器、计数器），以及高速数模转换器和高速模数转换器等。它们的输出和输入连接到一个附加的数字编排板上。 在混合计算机上操作时，来自模拟计算机的模拟变量通过模数转换器转换为数字变量，传送至数字计算机。同时，来自数字计算机的数字变量通过数模转换器转换为模拟信号，传送至模拟计算机。除了计算变量的转换和传送外，还有逻辑信号和控制信号的传送。用以完成并行运算的模拟计算机和串行运算的数字计算机在时间上同步。数字计算机每完成一帧运算，就与模拟计算机交换一次信息，修正一次数据，而在两次信息交换的时间间隔(帧)内，两种计算机都以前一帧的计算结果作为初值进行运算。这个时间间隔称为帧同步时间。对混合程序的设计，要求用户考虑模型在不同计算机上的分配、对帧同步时间的选择以及对连接系统硬件特性的了解等。
现代混合计算机已发展成为一种具有自动编排模拟程序能力的混合多处理机系统。它包括一台超小型计算机、一两台外围阵列处理机、几台具有自动编程能力的模拟处理机；在各类处理机之间，通过一个混合智能接口完成数据和控制信号的转换与传送。这种系统具有很强的实时仿真能力，但价格昂贵。
