L'électronique numérique est basée sur ce qu'on appelle des circuits logiques, qui s'ouvrent ou se ferment en fonction de la présence d'une impulsion électronique. Les circuits logiques sont également appelés portes logiques.
À son niveau le plus élémentaire, l'électronique numérique implique le passage d'impulsions électroniques le long de circuits. Si l'impulsion électronique est présente sur un circuit donné, cela est représenté par le numéro un. Si l'impulsion n'est pas présente, elle est représentée par un zéro. En tant que tel, il s'agit d'un exemple de logique booléenne, ce qui signifie qu'une seule des deux variables est vraie. Cela devient la pierre angulaire des circuits numériques.
Les différentes portes logiques ont des tables de vérité correspondantes qui constituent ensuite la base logique des processus résultants tels que ET, OU, NAND (pas et) et NOR (pas ou). Les décodeurs sont des circuits avec deux ou plusieurs entrées et une ou plusieurs sorties qui combinent différents types de portes logiques. Un multiplexeur comporte deux ou plusieurs entrées et une sortie, agissant comme un commutateur qui sélectionne l'entrée.
Le circuit numérique agit pour contrôler toutes les fonctions pertinentes. Par exemple, lors de l'utilisation d'un téléphone mobile numérique, l'entrée audio vocale est convertie par des circuits numériques en une série d'impulsions électroniques correspondant à une série de zéros et de uns. Le circuit numérique du téléphone récepteur reconvertit ensuite les impulsions électroniques en son de la voix.