I circuiti digitali operano sulla base del sistema numerico binario, le cui uniche cifre sono 1 e 0. L'algebra utilizzata è quella di Boole, che permette applicazioni puramente logiche: si fonda sul principio del terzo escluso, per cui una proposizione logica può essere vera o falsa, senza altra alternativa. "Vero" corrisponde al valore binario 1, "falso" a 0. Lo schema illustra diversi tipi di interruttori elettronici, detti porte, specializzati in operazioni booleane diverse. Esistono fondamentalmente tre operazioni booleane, che possono essere applicate singolarmente o in combinazioni diverse: la moltiplicazione logica (eseguita dalla porta AND), l'addizione logica (porta OR), e l'inversione logica (porta NOT). Le tabelle, dette tavole di verità, riportano tutte le possibili combinazioni di input (segnali d'ingresso) con i relativi output (segnali in uscita).