Thiết bị điện tử kỹ thuật số dựa trên cái được gọi là mạch logic, mở hoặc đóng dựa trên sự hiện diện của xung điện tử. Mạch logic còn được gọi là cổng logic.
Ở cấp độ cơ bản nhất, điện tử kỹ thuật số liên quan đến việc truyền các xung điện tử dọc theo mạch điện. Nếu xung điện tử hiện diện tại một mạch nhất định, điều này được biểu thị bằng số một. Nếu xung không xuất hiện, nó được biểu thị bằng số không. Như vậy, nó là một ví dụ của logic Boolean, có nghĩa là chỉ một trong hai biến là đúng. Đây trở thành nền tảng của mạch kỹ thuật số.
Các cổng logic khác nhau có các bảng sự thật tương ứng, sau đó tạo thành cơ sở logic cho các quá trình kết quả như AND, OR, NAND (không phải và) và NOR (không phải hoặc). Bộ giải mã là mạch có hai hoặc nhiều đầu vào và một hoặc nhiều đầu ra kết hợp nhiều loại cổng logic khác nhau. Bộ ghép kênh có hai hoặc nhiều đầu vào và một đầu ra, hoạt động giống như một công tắc chọn đầu vào.
Mạch kỹ thuật số hoạt động để điều khiển tất cả các chức năng liên quan. Ví dụ, khi sử dụng điện thoại di động kỹ thuật số, đầu vào âm thanh giọng nói được chuyển đổi bằng mạch kỹ thuật số thành một chuỗi các xung điện tử tương ứng với một loạt các số không và một. Sau đó, mạch kỹ thuật số của điện thoại nhận sẽ chuyển đổi các xung điện tử trở lại thành âm thanh của giọng nói.