最も基本的な真空管には、2つの電極があります。陰極（エミッターとも呼ばれます）と、陽極（プレートとも呼ばれます）です。陰極はグランドか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。陰極が加熱されると、電子が陰極からプレートへ飛び移ります。
基本的な三極管では、陰極とプレートの間に制御グリッドが置かれています。ここに電圧を加えると、陰極からプレートへの電子の流れが促されたり抑えられたりします。こうして、制御グリッドに加えた小さな電圧（オーディオ信号など）が、プレートではるかに大きな電圧変化となり、入力信号が増幅されます。
五極管には、2つの電極が追加されています。スクリーングリッドとサプレッサーグリッドです。典型的な設計では、スクリーングリッドが信号をさらに増幅し、サプレッサーグリッドは、プレートで跳ね返った電子による「二次電子放出」を阻止して陰極に戻すことで、出力を減衰させます。
