論理回路は、19世紀の数学者ジョージ・ブールが考案した「ブール代数」という数学的理論を基礎としています。ブール代数では、あらゆる論理的な判断を「真（True）」と「偽（False）」の2つの値だけで表現します。これをコンピュータの世界では「1」と「0」に置き換え、物理的な電圧の高い・低い（たとえば5Vと0V）として扱います。
最も基本的な論理回路は「AND回路（論理積）」「OR回路（論理和）」「NOT回路（論理否定）」の3つです。これら3つの基本回路を組み合わせることで、どんなに複雑な計算や判断のルールでも作り出すことができます。例えば、2つの入力が異なる場合のみ1を出力する「XOR回路（排他的論理和）」や、入力がすべて0の場合のみ1を出力する「NOR回路」なども、基本回路の組み合わせで構成されています。
現代のコンピュータの心臓部であるCPUやメモリなどの集積回路（IC）は、これらの論理回路を数百万から数百億個という途方もない規模で1つのシリコンチップ上に敷き詰めて作られています。電子回路の微細化技術が進歩したことで、スマートフォンやスマートウォッチのような小さなデバイスの中にも、膨大な数の論理回路を搭載できるようになりました。