组合逻辑电路就是产生一定的输出信号，且该输出信号是输入信号某些逻辑功能（像是与，或，非等）的结果。组合电路中任何给定形式的输入信号都会产生同样的输出信号，而与输入信号的时间无关。组合逻辑电路的行为特性主要是用逻辑等式或真值表来描述的。两种描述方法都可以清晰、简便而且毫无混淆的定义输入信号是怎样组合并产生输出信号的。
根据一个给定的问题的字面解释，可以很自然的用更为严格的工程公式写出逻辑等式。比如，有逻辑字面解释为“当东和西两个按钮同时被按下，或北按钮被按下而西按钮没有按下，或只有南按钮被按下的时候，解除锁存”，就可以用逻辑等式来表示：
逻辑等式以一种简便、精确无混淆的方式表达了行为特性。通常，对于一个简单的逻辑等式（比如该例子），可以根据等式直接设计出一个结构电路。
真值表也许是组合电路最为严格的表达方式了，这是因为它定义了所有输入组合情况下的输出行为。一个含有N个变量的真值表就含有 行，每一行就是一种输入组合形式。每行排列的方式是这样的，即按二进制数的顺序从小到大连续排列N-bit行。右边的真值表就给出了上面例子的输入输出行为特性。电路原理图既可以根据逻辑等式也可以根据真值表来定义。
逻辑等式中，用逻辑门符号来代替操作符，用逻辑门上的信号线来代表输入信号，这样就可以将逻辑等式转化为了一张原理图。也许唯一需要考虑的就是什么样的逻辑操作（在原理图中，就是什么样的逻辑门）可以产生需要的输出信号，以及什么样的操作来驱动内部电路节点。如果在逻辑等式中使用圆括号来表示操作符优先级，那么就可以避免任何的操作混乱，当然，优先级规则要随后确定。比如，逻辑等式“F<=AB+CB”的原理图可能使用或门来驱动输出信号F，有两个与门输出来作为该或门的输入。如果不使用圆括号，那么在逻辑等式中，非运算有最高优先级，其次是与/与非运算，造其次是异或运算，最后是或/或非运算。一般来说，如果先画出输出门，那么很容易从逻辑等式中得到整个的逻辑电路。这样，在图中，最左边的原理图对等式F<=AB+CB来说是正确的。
逻辑等式中的翻转操作表明了在驱动一个逻辑门之前，该输入信号必须要先翻转。同样的，也表明了逻辑门输出信号要被翻转。这些翻转操作可以直接映射到原理图中。比如，左下表示等式 的原理图中，根据等式要求，在2-输入端口与非门的输入端前，放置了一个翻转器，还有在AB与门输出端也放置了一个翻转器。一般实际做法都是将逻辑门及其后面的翻转器合到一起，用输出端的一个小圆圈来表示（如果本身没有的话），如果原来已经有了翻转器小圆圈，那么就划掉该圆圈。一般用输出端小圆圈来取代翻转器可以使电路使用更少的CMOS。比如，一个与门以及输出端的的翻转器（非门）要使用8个三极管，而一个与非门只使用4个。同样的，一般实际上都将逻辑门以及其输入端的翻转器都合在一起，尤其是该翻转信号只驱动一个单端逻辑输入。逻辑等式 BC’的带有小圆圈的与门符号的意义就很清晰了：当B为且C为0时，该逻辑门输出为1。
两个“紧靠”的信号翻转操作会相互抵消其翻转作用。这就是说，如果一个信号翻转，紧接着又翻转一次，那么电路将会把两次翻转简化并消除。这样，就可以简化电路并使之效率更高。比如，看下面的电路，两个都表示同样的逻辑功能。右边的电路是简化了的，消除了信号C的两次翻转，并在内部节点增加一次翻转，从而使电路更有效率也使NAND门（4个三极管）可以代替AND/OR门（6个三极管）。
从原理图中得出逻辑等式也是很直观的。驱动输出信号的逻辑门就是主逻辑操作，并且可以用它来确定逻辑等式中的其他同组符号。翻转器，或是逻辑门上的一个小圆圈，就意味着输入信号或功能输出信号的翻转器也可以显示在下一级门电路的输出端（看下面的例子）。一个逻辑门的输入端小圆圈可以被看做是该门电路输入信号有翻转器。
