程控交換機的交換網絡采用空分接線器，且在話路部分中一般傳送和交換的是模擬話音信號，因而習慣稱為程控模擬交換機。程控時分交換機一般在話路部分中傳送和交換的是數字話音信號，因而習慣稱為程控數字交換機。由于程控數字交換技術的先進性和設備的經濟性，成為交換技術的主要發展方向，隨著微處理器技術和專用集成電路的飛躍發展，程控數字交換的優越性愈加明顯的展現出來。

對于模擬程控交換機，不需要編解碼功能；而在數字程控交換機中，除某些特定應用的小型交換機利用增量調制方式外，其它大部分均采用PCM編解碼方式。數字用戶線電路是為適應數字用戶環境而設置的接口，它主要用來通過線路適配器(LAM)或數字話機(SOPHO-SET)與各種數據終端設備(DTE)。如計算機，打印機，VDU,電傳相連。出入中繼器是中繼線與交換網絡間的接口電路，用于交換機中繼線的連接。它的功能和電路與所用的交換系統的制式及局間中繼線信號方式有密切的關系。對模擬中繼接口單元(ATU)，其作為是實現模擬中繼線與交換網絡的接口，基本功能一般有：1、發送與接收表示中繼線狀態(如示閑，占用，應答，釋放等)的線路信號。2.、轉發與接收代表被叫號碼的記發器信號。3、供給通話電源和信號音。4、向控制設備提供所接收的線路信號。對于最簡單的情況，某一交換機的中繼器通過實線中繼線與另一交換機連接，并采用用戶環路信令，則該模擬中繼器的功能與作用等效為一部“話機”。若采用其它更為復雜的信號方式，則中繼器應實現相應的話音，信令的傳輸與控制功能。

程控交換機的工作原理是將用戶的信息和交換機的控制、維護管理功能預先變成程序，存儲到計算機的存儲器內，當交換機工作時，控制部分自動監測用戶的狀態變化和所撥號碼。并根據要求執行程序，從而完成各種交換功能。通常這種交換機屬于全電子型,采用程序控制方式，因此稱為存儲程序控制交換機，或簡稱為程控交換機。

現代程控交換機中所用的繼電器幾乎100%是有接點的PCB電磁式繼電器，在結構上第一第二代通訊繼電器絕大多數是拍合式磁路結構，推桿式機械傳遞，采用雙子接點，接點材料用AgPd合金。從第二代開始為了提高其靈敏度，結構上使用了釤鈷高能合金的永磁體組成橋式磁路，但相當一部分繼電器仍做成單穩態的。

程控交換機的主要任務是實現用戶間通話的接續，基本劃分為兩大部分：話路設備和控制設備。話路設備主要包括各種接口電路和交換網絡；控制設備在縱橫制交換機中主要包括標志器與記發器，而在程控交換機中，控制設備則為電子計算機，包括中央處理器,存儲器和輸入/輸出設備。

在程控數字交換系統中，為提高傳輸速率和交換容量，通常采用PCM復用方式。對于PCM基群系統，目前國際上有兩種復用制式：30/32路幀結構與24幀結構。我國采用30/32路結構方式，即一幀占125μs,分為32個時隙(TS0-TS31),而只傳送30路話音編碼信息，CCITTG.732建議對基群(一次群)規定的技術數據如下表。

數字中繼線接口單元(DTU)的作用是實現數字中繼線與數字交換網絡之間的接口，它通過PCM有關時隙傳送中繼線信令，完成類似于模擬中繼器所應承擔的基本功能。但由于數字中繼線傳送的是PCM群路數字信號，因而它具有數字通信的一些特殊問題，如幀同步，時鐘恢復，碼型交換，信令插入與提取等，即要解決信號傳送，同步與信令配合三方面的連接問題。數字中繼接口單位的基本功能包括幀與復幀同步碼產生，幀調整，連零抑制，碼型變換，告警處理，時鐘恢復，幀同步搜索及局間信令插入與提取等，如同模擬用戶電路的BORSCHT,也可將數字中繼單元的上述8種功能概括為GAZPACHO。控制設備控制部分是程控交換機的核心，其主要任務是根據外部用戶與內部維護管理的要求，執行存儲程序和各種命令，以控制相應硬件實現交換及管理功能。程控交換機控制設備的主體是微處理器，通常按其配置與控制工作方式的不同，可分為集中控制和分散控制兩類。為了更好的適應軟硬件模塊化的要求，提高處理能力及增強系統的靈活性與可靠性，目前程控交換系統的分散控制程度日趨提高，已廣泛采用部分或完全分布式控制方式。