最も基本的な真空管には2つの要素があります。カソード（エミッターとも呼ばれます）と、アノード（プレートとも呼ばれます）です。カソードはグランドまたは負の電圧に接続され、プレートは高い正の電圧に接続されます。カソードが加熱されると、電子がカソードからプレートへ飛び移ります。
基本的な三極管では、カソードとプレートの間にコントロールグリッドが置かれています。ここに電圧を加えると、カソードからプレートへの電子の流れが促進されたり抑制されたりします。このようにして、コントロールグリッドに加えた小さな電圧（オーディオ信号など）が、プレートでははるかに大きな電圧変化となり、入力信号が増幅されます。