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由于数字逻辑电路的主要研究对象是电路的输出与输入之间的逻辑关系，因而数字逻辑电路分析的目的是为了确定已知电路的逻辑功能，所采用的分析工具是逻辑代数，表达电路的功能主要用真值表、功能表、逻辑表达式、卡诺图、状态转换图及波形图等。数字逻辑电路分析的步骤大致如下：
①由逻辑图写出各输出端的逻辑表达式，并化简。对于组合逻辑电路来说，写出各输出端的逻辑表达式，再用代数法或卡诺图法简化即可；而对于时序逻辑电路来说，则应写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程。
②根据简化的逻辑表达式列出真值表或状态转换表。对于组合逻辑电路来说，直接列出真值表即可；而对于时序逻辑电路，则应进一步分析其时钟接法是同步还是异步，然后假定一个初态，分析在时钟信号和输入信号的共同作用下，电路的状态转换情况，最后得出状态转换表。
③对真值表、状态转换表或逻辑表达式进行分析总结，确定电路的逻辑功能。这一步要求我们有分析归纳的能力，对抽象的真值表和状态转换表进行分析归纳，总结出电路的具体逻辑功能。
对于比较简单的组合逻辑电路，有时不必进行以上全部步骤，而是由逻辑图直接得出真值表，从而概括出电路的逻辑功能。或者用画波形图的方法，根据输入信号，逐级画出输出波形，最后根据波形图概括出电路的逻辑功能。对于比较简单的时序逻辑电路，有时同样可以直接由逻辑图假定一个初态，分析电路的次态，再以这个次态为新的初态，分析出新的次态，如此逐一分析，最后得出完整的状态转换表，并总结其逻辑功能。
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