硬件乘法器，其基础就是加法器结构，它已经是现代计算机中必不可少的一部分。乘法器的模型就是基于“移位和相加”的算法。在该算法中，乘法器中每一个比特位都会产生一个局部乘积。第一个局部乘积由乘法器的LSB产生，第二个乘积由乘法器的第二位产生，以此类推。如果相应的乘数比特位是1，那么局部乘积就是被乘数的值，如果相应的乘数比特位是0，那么局部乘积全为0。每次局部乘积都向左移动一位。

乘法器可以用更普遍的方式来表示。每个输入，局部乘积数，以及结果都被赋予了一个逻辑名称（如A1、A2、B1、B2），而这些名称在电路原理图中就作为了信号名称。在原理图的乘法例子中比较信号名称，就可以找到乘法电路的行为特性。

在乘法器电路中，乘数中的每一位都要和被乘数的每一位相与，并产生其相应的乘积位。这些局部乘积要馈入到全加器的阵列中（合适的时候也可以用半加器），同时加法器向左移位并表示出乘法结果。最后得到的乘积项在CLA电路中相加。注意，某些全加器电路会将信号带入到进位输入端（用于替代邻近位的进位）。这就是一种全加器电路的应用；全加器将其输入端的任何三个比特相加。

随着乘数和被乘数位数的增加，乘法器电路中的加法器位树也要相应的增加。通过研究CLA电路的特性，也可以在乘法器中开发出更快的加法阵列。

DSP中的专用硬件乘法器

在DSPs中具有硬件连线逻辑的高速“与或”运算器（乘法器和累加器），取两个操作数到乘法器中进行乘法运算，并将乘积累加到累加器中，这些操作都可以在单个周期内完成。

在数字信号处理算法中，乘法和累加是基本的大量的运算。例如：在卷积运算、数字滤波、FFT、相关计算和矩阵运算等算法中，都有大量的类似于ΣA(k)B(n-k)的运算。DSPs中设置的硬件乘法器和MAC(乘法并累加)一类的指令，可以使这些运算速度大大提高。乘法速度越快，DSPs性能就越好。在通用的微处理器中，乘法指令是由一系列加法来实现的，故需许多个指令周期来完成。相比而言，DSPs芯片的特征就是有一个专用的硬件乘法器。