在数字电路理论中，时序逻辑电路是指电路任何时刻的稳态输出不仅取决于当前的输入，还与前一时刻输入形成的状态有关。这跟组合逻辑电路相反，组合逻辑的输出只会跟目前的输入成一种函数关系。换句话说，时序逻辑拥有储存元件（内存）来存储信息，而组合逻辑则没有。
从时序逻辑电路中，可以建出两种形式的有限状态机：
摩尔型有限状态机：输出只跟内部的状态有关。（因为内部的状态只会在时脉触发边缘的时候改变，输出的值只会在时脉边缘有改变）
米利型有限状态机：输出不只跟目前内部状态有关，也跟现在的输入有关系。
时序逻辑因此被用来建构某些形式的电脑的内存，延迟跟储存单元，以及有限状态自动机。大部分现实的电脑电路都是混用组合逻辑跟时序逻辑。
时序逻辑电路特点：
功能特点：电路在某采样周期内的稳态输出y(n)，不仅取决于该采样周期内的“即刻输入x(n)”，而且还与电路原来的状态q(n)有关。（通常q(n)记录了以前若干周期内的输入情况）
结构特点：除含有组合电路外，时序电路必须含有存储信息的有记忆能力的电路：触发器、寄存器、计数器等。
时序逻辑电路框图：