IP机顶盒，是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，可以充当电视机和宽带网络之间的接口，其一端通过DSL或以太网方式接入IPTV网络，另一端将通过网络传输过来的媒体流等信息转换成模拟视音频输出至电视，相当于一台自带嵌入式操作系统的计算机。除了对电视信号进行解码并呈现其内容外，IP机顶盒还可以提供包括视频点播（VOD）、电子节目指南（EPG）、数字权限管理（DRM）等多媒体服务在内的功能。
IP机顶盒是一种专用计算设备，它可以充当电视机和宽带网络之间的接口。IP机顶盒是视频解码终端，相当于一台自带嵌入式操作系统的计算机。IP机顶盒一端通过DSL或以太网方式接入IPTV网络，一端将通过网络传输过来的媒体流等信息转换成模拟视音频输出至电视，由此在电视上祥视频点播、网页浏览、游戏等功能，它具备计算机的数据交换等基本功能，可以采用遥控器或PC直接操作。
IP机顶盒作为一种家用平台，用于交互式数字内容服务领域，比如Web浏览、电子邮件及其附件浏览、的多媒体编码解码器、家庭网络、个人计算机连接、网关功能、即时信息（IM）和实时的voice over IP（VoIP）通讯。
这些使得IP机顶盒有望将在成为使用家庭电视的必备品。从基本的或中级的交互式服务到高端的全功能媒体中心，有很多功能可以支撑这些服务，从基本的IP机顶盒或基于网络的个人视频录制器（PVR或nPVR）到网络商务、音乐或视频流、Internet游戏，不胜枚举。
机顶盒由软件和硬件两大部分组成，机顶盒的硬件包含了主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA（ConditionalAccess）接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分。软件则分成应用层、中间解释层和驱动层三层，每一层都包含了诸多的程序或接口等。
IP机顶盒硬件结构图
与传统的数字机顶盒相比，IP机顶盒实现了视频、语音、数据三者的融合，即所谓的三网合一业务（TriplePlayService）。IP机顶盒的系统架构包含三个独立的子系统：TV单元、PC单元和条件存取（即加密系统、CA）单位。TV子系统由调频器和视频解码器组成，它们用来处理数字串流信息；CA子系统让服务商具有控制能力，可以对用户实现临近，能够知道用户在何时收看什么节目；PC子系统大多是模块式的设计，STB的设计者可以依其需求而增加或减少这个系统中的组件，由于IPSTB的目标是要提供互联网的服务功能，故它的PC系统方面就得提供TCP/IP的堆栈协议，并具有更佳的储存方案。
1.支持目前的LAN或DSL网络传输，接收及处理IP数据和视频流。
2.支持MPEG、WMV和Real等视频解码。
3.电子节目指南（EPG）：EPG可为用户提供一种界面友好、易于操作、可以快速访问节目的方式。用户可以通过EPG功能看到所有频道上近期将播放的电视节目以及可供用户点播选择的节目内容索引，主动检索点播。
4.交互式应用：为用户提供视频点播、组播和互动游戏。通过交互功能的应用，人们在点播时可以像操作家用DVD一样进行快进、快退、暂停；在组播时可以快速切换电视频道。通过交互功能的应用，人们还可以进行互动游戏。
5.软件在线升级：利用机顶盒中间件插件可以提供机顶盒能力探测，在线安装和更新机顶盒应用软件。机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。
6.互联网浏览和电子邮件：用户可以通过机顶盒内置的Internet浏览器上网，发送电子邮件。
根据硬件、软件的不同，IP机顶盒有不同的分类方式。
1.基于硬件的分类方式
IP机顶盒按照基中使用的CPU芯片的不同，可以分为以下三种：
(1)基于专用芯片组(ASIC/SOC编解码芯片)的机顶盒
专用芯片组除了处理器以外，在芯片内还集成了一些其他的IP(LntelligentProperty)模块，如Videoin，Videoout，Audio in及Audio out等，有的还有图像压缩硬件加速模块等。由于专用视频压缩芯片携带固定压缩模块、固定的处理方式和固定的微码，所以传统的基于ASCI/SOC的机顶盒产品价格比较低廉，但由于全硬件芯片的实现方案使得运营商无法通过软件升级来提升产品性能，另外这种机顶网络适应性也有较大问题。
(2)基于X86平台
基于X86架构CPU的嵌入式系统有如下优势：一是它可以对不同格式的文件进行编解码；二是X86架构的CPU有较齐全的应用软件，维护成本低；三是基于X86架构的嵌入式系统可以轻松与PC资源共享。
(3)基于多媒体处理器技术
基于X86平台的方式在使用时要占据CPU的绝大部分处理能力。因此，在有些不适合采用这种方式。于是出现了基于多媒体处理器技术的独立机型的机顶盒。这种芯片高速的运算能力完全可以实现适合不同协议的通信终端。采用这些芯片可以很方便地实现MPEG视频和音频处理、H.263视频处理，以及DVD、机顶盒、数字电视等。
由于使用了实时视频解码功能芯片，视频处理速度明显提高，配合实时编码，全程视频处理时延小，特别适合视频直播系统应用；系统配有USB，IDE，PCMCIA和以太等接口，使IPTV终端功能可扩充性增强、内存占用少、硬件结构紧凑，成本不高。
2.基于软件的分类方式
操作系统是机顶盒中的核心软件，机顶盒中的操作系统不大，但却要求可以在实时的环境中工作，并能在较小的内在内存空间中运行，这种操作系统称为实时操作系统(RTOS)，目前主要有VxWorks、WindowsCE、嵌入式Linux等三类。
(1)嵌入式WinCE终端
WinCE特点是其API与Win32兼容，这有利于使用Windows环境开发WinCE应用，此外，WMV播放器还可直接运行于WinCEOS，许多现成的Windows组件稍加改造就能应用于终端上的网络管理以及视频流控制等功能，能够充分分享MMS等的WindowsMedia成果。微软目前推出WinCE5.0，并扩大开放部分程序源代码。在这个开放了源代码计划授权下，微软开放250万行源代码程序作为评估套件，凡是个人、厂商都可以下载这些源代码加以修改使用。未来厂商OEM时，则需依执行时期授权，支付WinCE5.0核心每台机器数美元的授权费用。作为市场新进入者，微软强调较低的开发成本。微软在WinCE加入了档案系统、IPv4/IPv6、WLAN、蓝牙等联网功能以及WindowsMediaCoder等功能。
不过此类终端的弊端在于：应用源代码不公开，终端采用WinCE须向微软交纳版税；另外，WinCE代码庞大，占用很多的ROM和RAM，要求有高性能的X86微处理器支持，所有这些都造成了终端成本的居高不下。
(2)嵌入式LINUX终端
这种终端往往以专用的多媒体微处理器为核心，辅以以太接口和视频接口构成系统。多媒体微处理器本身不但具有嵌入式RISC(精简指令集CPU)去运行系统软件和应用软件，而且带MPEG2或MPEG4实时解码功能芯片，在引LinuxOS和必要的视频以及各辅助接口驱动程序后，就成为一个完整的IPTV网络终端运用环境。
使用Linux开发平台优点首先Linux源代码公开，有大量免费开发工具和应用软件可用，无须为每例应用交纳许可证费；其次有庞大的开发群体，技术交流方便，软件开发和维护成本低;，Linux本身稳定，内核精焊，运行所需资源少，有的网络功能，支持的硬件数量庞大。总之，性价比高是其特色。
但是，这种系统适应低带宽能力存在一定的局限性。由于采用的是硬件实时解码，解码器性能提高受制于芯片技术发展，于是就省去QPEL和GMC编码工具，这就使得MPEG4ASP高清晰度性能、适合DSL低带宽网络传输的优点得不到充分发挥，某些OS基于μCLinux、解码器甚于不完全MPEG4ASP的终端，线路工作带宽在3Mbit/s，在同样播放分辩率D1下，适合DSL网络低带宽的能力比基于WMVx的Codec终端逊色。这种机顶盒的价格较低，但由于兼容性不好，系统服务器端的建设和媒体文件的采集成本会偏高。
VxWorks是美国WindRiverSystem公司推出的一个实时操作系统。VxWorks是一个运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式实时操作系统。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域，如卫星通信、军事演习、弹道制导、飞机导航等。
当然，根据机顶盒的功能高低和价格差异，也可把机顶盒分成基本型、型、综合型等。
从数字电视机顶盒(DVB-C)、卫星机顶盒(DVB-S)、网络电视机顶盒，到现在最红火的IP机顶盒，机顶盒的队伍不断壮大，更不断发展。为了机顶盒的大规模发展，机卡分离的机顶盒渐成趋势。另外，双模机顶盒、软件机顶盒也在不断成熟。随着数字家庭概念的发展和推广，未来的机顶盒可能会演变成为家庭中客厅技术的核心控制单元，也就是业界称的“HomeGateway”或“ResidentialGateway”。除了可以包含现有的视频传输功能之外，更多的是向家庭中所有的智能设备提供一条集成的、综合的交通干线，实现设备之间的互联互通，并且可以给不同终端提供不同个性业务，实现“Multi-Play”。
在整个IPTV产业链上，机顶盒产品是实现市场化的一个环节，极其巨大的市场吸引了多家厂商的注意，其竞争程度甚至已经大大超过了整个产业的平均发展水平。据不完全统计，现在涉足机顶盒生产领域的厂商大的有十几家，不仅包括了出身IT业的机顶盒制造商，也包括了TCL、康佳等在内的传统彩电企业。但是，目前的IP机顶盒市场，标准、芯片、操作平台等因素制约着机顶盒的进一步发展。
1.未掌握核心技术
机顶盒的核心芯片都掌握在海外企业手中，特别是飞利浦和德州仪器。由于目前机顶盒产品需求不稳定，芯片厂商降价空间不大，而且以中国目前机顶盒厂商而言，也没有和国外芯片企业侃价的实力。虽然不同型号的机顶盒产品有所不同，但是上游核心元器件一直占据了机顶盒产品大部分的成本，这个比例可能在60%～70%左右。国产芯片厂商如大唐微电子、中星微电子、海尔等研发的芯片，性能上已经不输于国外的芯片，价格也很低，但是没有经过大规模的应用经验，短时间内并不能撑起机顶盒芯片的大梁。
2.缺乏统一标准
目前，机顶盒和上游设备之间的互联没有统一的标准，这就造成了在IPTV设备上的“跑马圈地”现象：如果采用了一家公司的系统设备，也必须采用这家公司提供的机顶盒。对于面向广大用户的机顶盒，这种现象严重制约了其生产商的积极性，不利于机顶盒产品的多样化，使用户不能自由选择喜欢的产品。可喜的是，电信运营商已经意识到了这个问题的严重性，上海电信目前正在组织相关厂商，制定这方面的标准。据悉，参加的厂商有13家，其中多数是机顶盒产业的巨头，如微软、英特尔等。
3.操作平台双雄争霸
在机顶盒的操作平台方面，目前主要有两种，一是微软的CE，一是Linux，前者主要用于高端机顶盒上面。采用微软的系统为将来机顶盒和PC等设备联网带来了方便，但是机顶盒生产商将为此付出一笔不菲的费用，这在某种程度上导致了更多的公司转向了Linux。据市场调查公司Strategy Analytics发布的一份报告，如果微软出台新的具竞争力的许可费制度，将会有更多的机顶盒制造商考虑使用微软的CE.Net操作平台。但报告同时指出，微软必须加快步伐，因为目前在全球机顶盒市场上，Linux操作平台已成为高端机顶盒如DVR和IPTV机顶盒的主要选择。
在国外，Linux平台目前已经为TiVo和美国Echostar的DVR机顶盒所采用，它还在许多电话公司所用的IPTV机顶盒中得到运用，用来通过电话线传送电视和VOD内容。Linux平台可支持许多功能，如录像与IP传输等，并且经济，因为它没有许可费。
