W większości zastosowań przemysłowych funkcję elementów logicznych spełniają układy półprzewodnikowe.  porównaniu z elementami stykowymi są one znacznie szybsze w pracy, bardziej niezawodne oraz mniejsze. :Dzięki temu półprzewodnikowe układy cyfrowe są stosowane również wtedy, gdy sygnały wejściowe pochodzą od elementów stykowych. Do budowy półprzewodnikowych układów cyfrowych obecnie stosuje się niemal wyłącznie układy scalone. Diody i tranzystory dyskretne bywają wykorzystywane jako elementy, pośredniczące i pomocnicze.
W zależności od stopnia integracji elementów logicznych oraz liczby zastosowanych tranzystorów cyfrowe układy scalone dzielą się na cztery grupy:
1. Elementy cyfrowe o małym stopniu scalenia (SSI - Small Scale Integration) odpowiadające strukturze pojedynczych bramek logicznych lub przerzutników.
2. Elementy o średnim stopniu scalenia (MSI - Medium Scale Integration) odpowiadające strukturze cyfrowych bloków funkcjonalnych, takich jak liczniki, rejestry lub multipleksery.
3. Układy o wielkim stopniu scalenia (LSI - Large Scale Integration), takie jak przetworniki analogowo-cyfrowe lub mikroprocesory.
4. Układy o bardzo wielkim stopniu scalenia (VLSI - Very Large Scale Integration), takie jak przetworniki analogowo-cyfrowe i mikroprocesory najnowszej generacji.  dalszym ciągu będą omówione układy o małym i średnim stopniu scalenia.
Inny podział cyfrowych układów półprzewodnikowych dotyczy rodzaju technologii produkcji podstawowego elementu czynnego - tranzystora. Obecnie powszechnie produkuje się dwa rodzaje układów:
? z tranzystorami bipolarnymi (technologia bipolarna),
? z tranzystorami polowymi (technologia MOS - Metal Oxide Semiconductor).
 obu grupach można wyróżnić kilka typów układów. Znajomość technologii produkcji dostępnych układów scalonych ma istotne znaczenie, określa bowiem ona podstawowe charakterystyki tych układów, jak:
? szybkość działania,
? stopień scalenia,
? napięcie zasilania,
? straty mocy,
? możliwość współpracy z innymi układami,
? niezawodność.
Poszczególne bramki logiczne mogą być budowane według różnych schematów elektronicznych, zależnie od rodzaju użytych elementów podstawowych oraz ich struktury. Obecnie powszechnie stosuje się dwa rodzaje cyfrowych scalonych elementów półprzewodnikowych: TTL (Transistor-Transistor-Logic) oraz CMOS (Complementary MOS).