Le circuit de base de cette technologie est l'inverseur CMOS.
Si l'entrée est au niveau logique ( ) le transistor (canal ) est bloqué et le transistor (canal ) est saturé. Le potentiel de la sortie est donc égal à qui correspond au niveau logique .
A contrario quand l'entrée est au niveau logique ( ) le transistor est saturé et le transistor est bloqué. La sortie est au potentiel .
On réalise ainsi un inverseur logique. En dehors des périodes de transition un seul transistor est passant et de ce fait aucun courant ne circule entre et .
C'est pour cette raison que la consommation des circuits est aussi faible.
Lors des périodes de transition, il apparaît une impulsion de courant entre et . Elle est due à la charge des condensateurs équivalents aux entrées des transistors suivants. Si la consommation est pratiquement nulle en basse fréquence (fractions de ), elle croît avec la vitesse de fonctionnement du circuit. En haute fréquence, la consommation peut devenir comparable à celle de circuits réalisés avec des transistors bipolaires.
Il est aussi possible de constituer des amplificateurs avec une paire de CMOS; le transistor de type est polarisé par un potentiel continu constant appliqué sur sa grille. Il se comporte alors comme une résistance qui constitue la résistance de charge du transistor de type .
Remarque :
La surface occupée sur une puce par un transistor est bien plus faible que celle occupée par une résistance d'où l'intérêt du montage.