論理演算は、イギリスの数学者ジョージ・ブールが体系化した「ブール代数」に基づいています。コンピュータのCPU内部にある電子回路（半導体回路）は、「論理ゲート」と呼ばれるハードウェアで構成されており、物理的な電圧の有無（高電圧を1、低電圧を0とする）によってAND、OR、NOTなどの演算を物理的に行っています。これらを複雑に組み合わせることで、数値の加算を行う「加算器」などの回路が作られ、最終的に複雑なプログラムの実行が可能になります。プログラミングにおいても、複数の条件を判定する条件式などで論理演算が日常的に使用されており、複雑な論理式を整理する「ド・モルガンの法則」などの数学的定理も役立っています。論理演算は、プログラミング言語の条件分岐だけでなく、データベースの検索（SQLのWHERE句におけるANDやORによる複数条件指定）や、ネットワークのルーティング（IPアドレスとサブネットマスクのAND演算によってネットワークアドレスを算出する処理）など、ITインフラの根底でも多用されています。
試験では、基本的な論理演算（AND、OR、NOT）に加えて、「XOR（排他的論理和）」の動作についてよく問われます。XORは「2つの入力が異なるときに1（真）を出力し、同じときに0（偽）を出力する」という特徴的な演算です。また、入力と出力の関係を表した「真理値表（しんりちひょう）」の空欄を埋める問題や、回路図（論理回路）を見て出力結果を導き出す問題もパターン化されています。それぞれの演算における1と0の組み合わせによる結果パターンを整理して暗記することが重要です。「AND」「OR」「NOT」に加えて、「XOR（排他的論理和）」の挙動に関する問題が頻出します。
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