Digitaalipiireihin sovellettu siirtorekisteri on sarja flip-floppeja, jotka perustuvat peräkkäiseen kellonajoitukseen. Varvastossut helpottavat tietojen siirtämistä tulosta lähtöön käyttämällä peräkkäistä logiikkaa. Kelloa, joka on toistuvan aallon muotoinen neliömäinen kuvio, käytetään synkronoimaan, miten data kulkee siirtorekisterien läpi, mikä aiheuttaa lyhyen viiveen digitaalisen signaalin lähettämisessä. Useimmiten vaihtelevan pituisia siirtorekistereitä käytetään rinnakkaisdatan muuntamiseen sarjamuotoisiksi, mutta niitä voidaan käyttää myös datavirtaan mikroprosessoreissa tai analogisen datan peittämiseksi digitaaliseksi ja päinvastoin.
Vaihtorekisterit ovat nopeita piirejä. Ensisijaisesti siirtorekisteri siirtää databittejä joko vasemmalle tai oikealle piiriä pitkin piirin erityisestä rakenteesta riippuen. Yksinkertaisimmassa muodossaan siirtorekisteri ottaa tiedot sisään ensimmäisessä vaiheessa ja siirtää bittiä yhden askeleen vasemmalle tai oikealle, kun kello ilmaisee tiedonsiirron tarpeen. Rekisterit tunnistetaan väliaikaisten tallennuspaikkojen lukumäärän perusteella jokaisen tulon ja lähdön välisen vaiheen jälkeen. Väliaikaiset tallennuspaikat mahdollistavat siirtorekisterin viivästyttää datasignaaleja, kunnes kello ilmaisee asianmukaisen datan. Esimerkiksi 8-bittisessä rekisterissä on kahdeksan vaihetta ja siten kahdeksan väliaikaista tallennuspaikkaa datamerkkijonon biteille.
Rakenteellisesti vuororekistereitä on viisi perustyyppiä. Sarjatulo/sarjalähtö ja yleiset rinnakkais-/rinnakkaislähtösiirtorekisterit helpottavat tietojen syöttämistä ja tulostamista sarjamuodossa tai rinnakkaisessa muodossa ilman muunnoksia. Rinnakkais-/sarjalähtö viittaa siirtorekistereihin, jotka käsittelevät rinnakkaisia tiedonsiirtotuloja ja muuntavat tällaiset lähetykset sarjamuotoisiksi lähtöiksi. Sarja-/rinnakkaislähtösiirtorekisterit ovat lähes identtisiä rinnakkais-/sarjalähtöjen kanssa, lukuun ottamatta sarjamuotoisia syöttötietoja, jotka on muunnettu rinnakkaismuodoksi.
Rengaslaskuri on eräänlainen siirtorekisterirakenne, jossa on kiertäviä tai toistuvia tietokuvioita. Kun siirtorekisteri päättää tietojonon käsittelyn ja syöttää viimeisen vaiheen takaisin alkuperäiseen tietojen syöttövaiheeseen, tuloksena on pyöreä kuvio. Soittolaskureita käytetään, kun tiettyä toistuvan kuvion toimintoa tarvitaan. Esimerkiksi LED -näyttö, joka on asetettu toistamaan valitut näytöt, saattaa käyttää soittolaskurirakennetta siirtorekisterissä niin, että lähtö toistuu ennalta määrätyllä kellopulssilla.
Tietokoneiden alkuaikoina tietokoneen muistiin käytettiin useita satoja vaiheita sisältävää vuororekisteriä. Vuororekisterien käyttö korvasi elohopeaviiveet, nopeuttaen tietojenkäsittelyä ja sallien pienempien tietokoneen osien ja oheislaitteiden käytön. Nykyään vuororekistereitä tietokoneen ensisijaisena muistina pidetään vanhentuneina. Piirilevyissä on kuitenkin edelleen siirtorekisterit tarvittavien johdotusten vähentämiseksi, erityisesti näytönohjaimissa, digitaalisista analogisiin muuntimiin ja sarjamuotoiseen muistiin.