当0和1表示逻辑状态时，两个二进制数码按照某种指定的因果关系进行的运算称为逻辑运算。逻辑运算与算术运算完全不同，它所使用的数学工具是逻辑代数。与普通代数一样，它是由逻辑变量和逻辑运算组成。变量可以用A、B、C、x、y、z等字母组成。所不同的是，在普通代数中，变量的取值可以是任意的，而在逻辑代数中的变量，即逻辑变量只有两个可取的值，即0和1，因而称为二值逻辑变量。这里，0和1并不表示数量的大小，而是用来表示完全对立的逻辑状态。

在逻辑代数中，有与、或、非三种基本的逻辑运算。众所周知，运算是一种函数关系，它可以用语言描述，亦可用逻辑代数表达式描述，还可用表格或图形来描述。输入逻辑变量所有的组合与其所对应的输出逻辑函数值构成的表格，称为真值表。用规定的逻辑符号表示的图形称为逻辑图。