Układy asynchroniczne W układach asynchronicznych zmiana sygnałów wejściowych natychmiast powoduje zmianę wyjść. W związku z tym układy te są szybkie, ale jednocześnie podatne na zjawisko hazardu i wyścigu. Zjawisko wyścigu występuje, gdy co najmniej dwa sygnały wejściowe zmieniają swój stan w jednej chwili (np. 11b → 00b). Jednak, ze względu na niezerowe czasy przełączania bramek i przerzutników, zmiana jednego z sygnałów może nastąpić nieco wcześniej niż innych. Wyjścia układu przez moment mogą mieć stan tak jakby na wejściach było 10b lub 01b, powodując trudne do wykrycia błędy. Dlatego też w analizie układów asynchronicznych uznaje się, że jednoczesna zmiana kilku sygnałów jest niemożliwa.
Układy synchroniczne W układach synchronicznych zmiana stanu wewnętrznego następuje wyłącznie w określonych chwilach, które wyznacza sygnał zegarowy (ang. clock). Każdy układ synchroniczny ma wejście zegarowe oznaczane zwyczajowo symbolami C, CLK lub CLOCK. Charakterystyczne dla układów synchronicznych jest to, iż nawet gdy stan wejść się nie zmienia, to stan wewnętrzny – w kolejnych taktach zegara – może ulec zmianie.