物理电路由实际的物理元件组成。它们可以被观察、测试和校正。它们在上电时消耗功率，可以实现适当的功能和做一些有意义的工作，相反，发生故障时可能为健康或财产带来严重的灾难。即使是可以快速简单构造出的小型电路也是需要时间和金钱去搭建，还要花很长时间去完善。
很久以前，工程师们就意识到在搭建即使是最简单的电路之前，有关构造细节的文档都是不可缺少的。类似于一个建筑的蓝图，电路原理图表示了电路中所有器件，及器件之间的信号和电源连接。原理图在实际搭建开始前，要经过拟定、分析、讨论、重构以及尽可能多的反复论证，而实际搭建工作需要更多的花费和时间。自从使用电脑后，工程师很快就意识到电路原理图可以用计算机的程序来描述，而且在电路实际搭建之前可以仿真到任何的精度。确实是这样，电路仿真器是计算机所有应用中最有用、最强力的一种应用。
几乎所有的物理电路都是从计算机上的模型开始的，使用一种计算机自动辅助设计（CAD）工具。依靠构建一种基于计算机的模型，在实际构造电路之前，工程师可以快速简便地学习给定电路的所有方面，从而节省了大量的时间和精力。但是有一点很重要，就是要牢记“电路模型不是实际电路”！模型只是模型，是一个“条件存在”，工程师用CAD工具设计的电路模型只是和设想的一样好。现代电路模型使用下面两种形式中的一种：原理图，或者是电路设备及连接线的图示；还有硬件描述语言（HDL），或者是基于本文的设备及连接线描述。这两种形式在后面的环节中都将予于讨论。
