แอมปลิฟายรถยนต์แบบแอนะล็อกทำงานโดยใช้สัญญาณไฟฟ้าแบบต่อเนื่องในการขยายสัญญาณเสียง โดยรักษาน้ำเสียงที่อบอุ่นและมีมิติซึ่งผู้คลั่งไคล้เสียงเพลงชื่นชอบ ต่างจากแอมปลิฟายแบบดิจิทัลที่แปลงสัญญาณเป็นรหัสไบนารี แอมปลิฟายแบบแอนะล็อกประมวลผลเสียงเป็นคลื่นสัญญาณที่ราบรื่นและไม่ขาดตอน ทำให้รักษารายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ในเพลง เช่น น้ำเสียงของมนุษย์และการประสานเสียงของเครื่องดนตรีไว้ได้อย่างครบถ้วน อุปกรณ์ประเภทนี้มักใช้การออกแบบที่อาศัยทรานซิสเตอร์หรือหลอดสุญญากาศแบบดั้งเดิม โดยมีองค์ประกอบที่ตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณอินพุตที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง การตอบสนองแบบไดนามิกนี้ทำให้สัญญาณเอาต์พุตที่ขยายแล้วใกล้เคียงกับเสียงต้นฉบับมากที่สุด มอบประสบการณ์การฟังที่เป็นธรรมชาติยิ่งขึ้น แอมปลิฟายรถยนต์แบบแอนะล็อกมีคุณค่าโดยเฉพาะในระบบที่ให้ความสำคัญกับความแท้จริงของเสียง เช่น ระบบเสียงในรถยนต์คลาสสิก หรือระบบเสียงที่เน้นเพลงแนวอะคูสติก โดยทั่วไปอุปกรณ์เหล่านี้มีขั้นตอนการประมวลผลน้อยกว่า ลดโอกาสการสูญเสียคุณภาพของสัญญาณ แม้กระนั้นอาจต้องปรับตั้งอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือนเสียงในระดับเสียงที่สูง นอกจากนี้ แอมปลิฟายแบบแอนะล็อกมักมีการตอบสนองความถี่ที่เป็นเชิงเส้นมากกว่าในย่านกลาง ซึ่งเหมาะสำหรับการถ่ายทอดเสียงร้องและเครื่องดนตรีอะคูสติกอย่างชัดเจน แม้ว่าอุปกรณ์ประเภทนี้อาจใช้พลังงานมากกว่าโมเดลดิจิทัลบางประเภท แต่ความสามารถในการสื่อสารความรู้สึกของเพลงยังคงเป็นจุดเด่นหลักสำหรับผู้ฟังที่ต้องการประสบการณ์เสียงที่ใกล้เคียงกับความเป็นจริงภายในยานพาหนะ