程控交换机的交换网络采用空分接线器，且在话路部分中一般传送和交换的是模拟话音信号，因而习惯称为程控模拟交换机。程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是数字话音信号，因而习惯称为程控数字交换机。由于程控数字交换技术的先进性和设备的经济性，成为交换技术的主要发展方向，随着微处理器技术和专用集成电路的飞跃发展，程控数字交换的优越性愈加明显的展现出来。

对于模拟程控交换机，不需要编解码功能；而在数字程控交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)。如计算机，打印机，VDU,电传相连。出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接口单元(ATU)，其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：1、发送与接收表示中继线状态(如示闲，占用，应答，释放等)的线路信号。2.、转发与接收代表被叫号码的记发器信号。3、供给通话电源和信号音。4、向控制设备提供所接收的线路信号。对于最简单的情况，某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接，并采用用户环路信令，则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。若采用其它更为复杂的信号方式，则中继器应实现相应的话音，信令的传输与控制功能。

程控交换机的工作原理是将用户的信息和交换机的控制、维护管理功能预先变成程序，存储到计算机的存储器内，当交换机工作时，控制部分自动监测用户的状态变化和所拨号码。并根据要求执行程序，从而完成各种交换功能。通常这种交换机属于全电子型,采用程序控制方式，因此称为存储程序控制交换机，或简称为程控交换机。

现代程控交换机中所用的继电器几乎100%是有接点的PCB电磁式继电器，在结构上第一第二代通讯继电器绝大多数是拍合式磁路结构，推杆式机械传递，采用双子接点，接点材料用AgPd合金。从第二代开始为了提高其灵敏度，结构上使用了钐钴高能合金的永磁体组成桥式磁路，但相当一部分继电器仍做成单稳态的。

程控交换机的主要任务是实现用户间通话的接续，基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路和交换网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器,存储器和输入/输出设备。

在程控数字交换系统中，为提高传输速率和交换容量，通常采用PCM复用方式。对于PCM基群系统，目前国际上有两种复用制式：30/32路帧结构与24帧结构。我国采用30/32路结构方式，即一帧占125μs,分为32个时隙(TS0-TS31),而只传送30路话音编码信息，CCITTG.732建议对基群(一次群)规定的技术数据如下表。

数字中继线接口单元(DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但由于数字中继线传送的是PCM群路数字信号，因而它具有数字通信的一些特殊问题，如帧同步，时钟恢复，码型交换，信令插入与提取等，即要解决信号传送，同步与信令配合三方面的连接问题。数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生，帧调整，连零抑制，码型变换，告警处理，时钟恢复，帧同步搜索及局间信令插入与提取等，如同模拟用户电路的BORSCHT,也可将数字中继单元的上述8种功能概括为GAZPACHO。控制设备控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。程控交换机控制设备的主体是微处理器，通常按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性与可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛采用部分或完全分布式控制方式。