Pada masa awal perkembangannya, televisi menggunakan gabungan teknologi optik, mekanik, dan elektronik untuk merekam, menampilkan, dan menyiarkan gambar visual. Bagaimanapun, pada akhir 1920-an, sistem pertelevisian yang hanya menggunakan teknologi optik dan elektronik saja telah dikembangkan, dimana semua sistem televisi modern menerapkan teknologi ini. Walaupun sistem mekanik akhirnya tidak lagi digunakan, pengetahuan yang didapat dari pengembangan sistem elektromekanis sangatlah penting dalam pengembangan sistem televisi elektronik penuh.
Gambar pertama yang berhasil dikirimkan secara elektrik adalah melalui mesin faksimile mekanik sederhana, (seperti pantelegraf) yang dikembangkan pada akhir abad ke-19. Konsep pengiriman gambar bergerak yang menggunakan daya elektrik pertama kali diuraikan pada 1878 sebagai "teleponoskop" (konsep gabungan telepon dan gambar bergerak), tidak lama setelah penemuan telepon. Pada saat itu, para penulis fiksi ilmiah telah membayangkan bahwa suatu hari nanti cahaya juga akan dapat dikirimkan melalui medium kabel, seperti halnya suara.
Ide untuk menggunakan sistem pemindaian gambar untuk mengirim gambar pertama kali dipraktikkan pada 1881 menggunakan pantelegraf, yaitu menggunakan mekanisme pemindaian pendulum. Semenjak itu, berbagai teknik pemindaian gambar telah digunakan di hampir setiap teknologi pengiriman gambar, termasuk televisi. Inilah konsep yang bernama "perasteran", yaitu proses merubah gambar visual menjadi arus gelombang elektrik.
Pada tahun 1884, Paul Gottlieb Nipkow, seorang mahasiswa 23 tahun di Jerman, mematenkan sistem televisi elektromekanik yang menggunakan cakram Nipkow, sebuah cakram berputar dengan serangkaian lubang yang disusun secara spiral ke pusat cakaram yang digunakan dalam proses perasteran. Setiap lubang cakram diposisikan dengan selisih sudut yang sama agar dalam setiap putarannya cakram tersebut dapat meneruskan cahaya melalui setiap lubang hingga mengenai lapisan selenium peka cahaya yang menghasilkan denyut elektrik. Seiring dengan peletakan posisi gambar yang difokuskan dipusat cakram, setiap lubang akan memindai setiap "iris" horizontal dari keseluruhan gambar. Alat buatan Nipkow ini tidak benar-benar dapat dipraktekkan hingga adanya kemajuan dalam teknologi tabung penguat. Namun, alat tersebut hanya dapat memancarkan gambar "halftone" melalui kabel telegraf atau telepon. Rancangan selanjutnya adalah menggunakan pemindai mirror-drum berputar sebagai perekam gambar dan tabung sinar katode (CRT) sebagai perangkat tampilan. Pada 1907, seorang ilmuwan Rusia, Boris Rosing, menjadi penemu pertama yang menggunakan CRT dalam perangkat penerima dari sistem televisi eksperimental. Dia menggunakan pemindai "mirror-drum" untuk mengirim gambar geometrik sederhana ke CRT. Namun, untuk merekam gambar bergerak masih tidak dapat dilakukan, karena kepekaan detektor selenium yang rendah.
Pada tanggal 30 Oktober 1925 John Logie Baird menciptakan pemancar televisi Britania pertama. Penemu asal Skotlandia, John Logie Baird berhasil menunjukan cara pemancaran gambar-bayangan bergerak di London pada tahun 1925, diikuti gambar bergerak monokrom pada tahun 1926. Cakram pemindai Baird dapat menghasilkan gambar beresolusi 30 baris (cukup untuk memperlihatkan wajah manusia) dari lensa dengan spiral ganda. Demonstrasi oleh Baird ini telah disetujui secara umum oleh dunia sebagai demonstrasi televisi pertama, sekalipun televisi mekanik tidak lagi digunakan. Pada tahun 1927, Baird juga menemukan sistem rekaman video pertama di dunia, yaitu "Phonovision", yaitu dengan memodulasi sinyal output kamera TV-nya ke dalam kisaran jangkauan audio, dia dapat merekam sinyal tersebut pada cakram audio 10 inci (25 cm) dengan menggunakan teknologi rekaman audio biasa. Hanya sedikit rekaman "Phonovision" Baird yang masih ada dan rekaman-rekaman yang masih bertahan tersebut kemudian diterjemahkan dan diproses menjadi gambar yang dapat dilihat pada 1990-an menggunakan teknologi pemrosesan-sinyal digital.
John Logie Baird (lahir di Helensburgh, Skotlandia, 13 Agustus 1888 – meninggal di Bexhill-on-Sea, Inggris, 14 Juni 1946 pada umur 57 tahun) adalah penemu yang pertama kali menunjukkan bahwa citra visual dapat ditransmisikan. Hingga ia berusia 35 tahun, Baird hidup dalam kondisi serba kekurangan. Pada tahun 1923, ia mulai berusaha mengotak-atik mesin untuk mentransmisi gambar, sekaligus suara, lewat radio. Tak lama kemudian ia berhasil mengirim citra kasar melewati transmiter tanpa-kabel ke pewawat penerima yang berjarak beberapa meter. Pada Januari 1925 dia mendemonstrasikan televisi di depan umum di Royal Institute di London. Ini adalah peragaan televisi paling awal.
Pada 1926, seorang insinyur Hungaria, Kálmán Tihanyi, merancang sistem televisi dengan perangkat pemindaian dan tampilan yang sepenuhnya elektronik, dan menggunakan prinsip "penyimpanan isi" di dalam tabung pemindai (atau "kamera"). Pada 1927, seorang penemu Rusia, Léon Theremin, mengembangkan sistem televisi dengan mirror-drum yang menggunakan sistem "video terjalin" untuk menghasilkan resolusi gambar 100 baris. Pada tahun yang sama, Herbert E. Ives dari Bell Labs berhasil mengirimkan gambar bergerak dari sebuah cakram 50-tingkap yang menghasilkan 16 gambar per menit melalui medium kabel dari Washington, D.C. ke New York City, dan juga melalui gelombang radio dari Whippany, New Jersey. Ives menggunakan layar penayang sebesar 24 x 30 inci (60 x 75 cm). Subjek rekamannya termasuk salah satunya Sekretaris Perdagangan Amerika saat itu, Herbert Hoover. Pada tahun yang sama pula, Philo Farnsworth berhasil membuat sistem televisi pertama di dunia dengan pemindai elektronik pada kedua perangkat tampilan dan pickup, dimana temuannya ini pertama kali ia demonstrasikan di depan media pers pada 1 September 1928.
Kotak televisi pertama kali dijual secara komersial sejak tahun 1920-an, dan sejak saat itu televisi telah menjadi barang biasa di rumah, kantor bisnis, maupun institusi, khususnya sebagai sumber kebutuhan akan hiburan dan berita serta menjadi media periklanan. Sejak 1970-an, kemunculan kaset video, cakram laser, DVD dan kini cakram Blu-ray, juga menjadikan kotak televisi sebagai alat untuk untuk melihat materi siaran serta hasil rekaman. Dalam tahun-tahun terakhir, siaran televisi telah dapat diakses melalui Internet, misalnya melalui iPlayer dan Hulu.
Walaupun terdapat bentuk televisi lain seperti televisi sirkuit tertutup, namun jenis televisi yang paling sering digunakan adalah televisi penyiaran, yang dibuat berdasarkan sistem penyiaran radio yang dikembangkan sekitar tahun 1920-an, menggunakan pemancar frekuensi radio berkekuatan tinggi untuk memancarkan gelombang televisi ke penerima gelombang televisi. Pada tahun 1929, BBC melakukan siaran televisi perdana, menggunakan peralatan Baird. Namun ketika itu ia belum memanfaatkan penggunaan tabung sinar-Katode, yang menjadi dasar televisi modern. Sehingga sistem buatannya kalah bersaing dengan sistem baru pada tahun 1933.
Penyiaran TV biasanya disebarkan melalui gelombang radio VHF dan UHF dalam jalur frekuensi yang ditetapkan antara 54-890 megahertz. Kini gelombang TV juga sudah memancarkan jenis suara stereo ataupun bunyi keliling di banyak negara. Hingga tahun 2000, siaran TV dipancarkan dalam bentuk gelombang analog, tetapi belakangan ini perusahaan siaran publik maupun swasta kini beralih ke teknologi penyiaran digital.
Sebuah kotak televisi terdiri dari bermacam-macam sirkuit elektronik didalamnya, termasuk di antaranya sirkuit penerima dan penangkap gelombang penyiaran. Perangkat tampilan visual yang tidak memiliki perangkat penerima sinyal biasanya disebut sebagai monitor, bukannya televisi. Sebuah sistem televisi dapat dipakai dalam berbagai penggunaan teknologi seperti analog (PAL, NTSC, SECAM), digital (DVB, ATSC, ISDB dsb.) ataupun definisi tinggi (HDTV). Sistem televisi kini juga digunakan untuk pengamatan suatu peristiwa, pengontrolan proses industri, dan pengarahan senjata, terutama untuk tempat-tempat yang biasanya terlalu berbahaya untuk diobservasi secara langsung.
Televisi amatir (ham TV atau ATV) digunakan untuk kegiatan percobaan dan hiburan publik yang dijalankan oleh operator radio amatir. Stasiun TV amatir telah digunakan pada kawasan perkotaan sebelum kemunculan stasiun TV komersial. Televisi telah memainkan peran penting dalam sosialisasi abad ke-20 dan ke-21. Pada tahun 2010, iPlayer digunakan dalam aspek media sosial dalam bentuk layanan televisi internet, termasuk di antaranya adalah Facebook dan Twitter.
