Časová základňa v osciloskope nám umožňuje rozprestrieť časovo premenlivý priebeh signálu v čase na tienidle obrazovky. Nato, aby sme mohli sledovať priebeh signálu na obrazovke bez problémov aj s detailami , musí sa tento priebeh na obrazovke javiť ako statický ( stojací.) To sa dá dosiahnúť tým, že rozbeh časovej základne, kedy začína vykresľovať stopu na obrazovke, budeme ovládať vstupným signálom, ktorý sledujeme. Tomuto procesu hovoríme "synchronizácia". Prepínačom Pr.2, na blokovej schéme osciloskopu, sa volí externá alebo interná synchronizácia a to buď zo vstupu A alebo vstupu B. Okrem tohto procesu synchronizácie poznáme aj iné režimy činnosti, ktoré sa v praxi používajú.
| Časová základňa môže byť : | - voľnobežná | - nesynchronizovaná |
| - synchronizovaná | ||
| - spúšťaná |
Voľnobežnú časovú základňu charakterizuje prítomnosť stopy lúča na tienidle obrazovky nezávisle na prítomnosti signálu na vstupe osciloskopu. Spúšťanú časovú základňu charakterizuje prítomnosť stopy lúča na obrazovke len keď je na vstupe osciloskopu prítomný signál. Ak signál na vstupe nie je prítomný, tienidlo obrazovky je tmavé.
Voľnobežná nesynchronizovaná časová základňá sa prejavuje nestabilným, pohybujúcim sa obrazom na tienidle obrazovky v horizontálnom smere. Generátor časovej základne generuje pílu periodicky bez prerušenia. Na obrazovke vidíme veľa fázovo posunutých priebehov pozorovaného vstupného signálu. Samozrejme, každý priebeh je zobrazený novou "pílou." Toto posunutie vzniká preto, lebo kmitočet vstupného signálu nie je celočíselným násobkom kmitočtu píly časovej základne.
Voľnobežná synchronizovaná časová základňa sa prejavuje stabilným, nepohybujúcim sa obrazom na tienidle obrazovky v horizontálnom smere. Toto je dosiahnuté tak, že generátor časovej základne začne generovať pílu len vtedy, ak vstupný signál dosiahne určitú napäťovú úroveň U01. Z toho vyplýva, že tu existuje čas t2, kedy je generátor časovej základne zablokovaný, negeneruje. Tento režim časovej základne je akýmsi spojením voľnobežnej nesynchronizovanej časovej základne a spúšťanej časovej základne, pretože pokiaľ nie je na vstupe osciloskopu prítomný signál, generátor časovej základne generuje pílu periodicky, bez prerušenia. Ak je na vstupe osciloskopu signál prítomný, prechádza časová základňa do režimu spúšťanej časovej základne. Režimy voľnobežnej časovej základne sú znázornené na obrázku nižšie.