Принцип конвейеризации заключается в следующем: некая операция (Op) разбивается на несколько подопераций (SOp1Sopm), выполняемых последовательно (рис. 1).
Рис. 1.  
Результат, полученный в очередной подоперации, является исходными данными для следующей подоперации.
Длительность каждой подоперации обозначим . Тогда общее время выполнения операции может быть рассчитано как сумма времен отдельных подопераций

Важно отметить, что суммарное время выполнения операции остается одинаковым, как при использовании конвейера, так и без его использования.
В чем же тогда состоит смысл использования конвейера, если общее время выполнения операции не изменяется? Смысл заключается в возможности выполнения большего числа операций за единицу времени, так как отдельные подоперации выполняются параллельно. Если без использования конвейера результаты операции появляются с интервалом времени , то при использовании конвейера — с интервалом , где — длительность самой продолжительной подоперации.
Если все равны между собой, конвейер работает без задержек, результат каждой подоперации сразу же поступает на вход следующей подоперации (рис. 2).
Рис. 2.  
Если же времена выполнения подопераций различны, может возникнуть ситуация, когда результат подоперации 1 не может сразу же быть передан на вход подоперации 2, так как подоперация 2 еще не закончена. В течение промежутка времени от завершения подоперации 1 до завершения подоперации 2 результат подоперации 1 должен сохраняться на ее выходе, для чего используются специальные блоки — фиксаторы (рис. 3).
Рис. 3.  
Блоки SOp и F на приведенном выше рисунке составляют ступень конвейера. Переход результатов от одной ступени конвейера к другой происходит в соответствии с сигналами синхронизации, которые подаются через равные интервалы времени, называемые периодами синхронизации:

Структура конвейера, представленная на рис. 3. носит название линейной.
Классификация конвейерных структур
Рис. 4.  
Конвейеры с обратной связью предполагают, что характер действий на какой-либо ступени конвейера может быть изменен в зависимости от результатов, полученных на последующих ступенях.
Многофункциональный конвейер предполагает, что характер действий на отдельных ступенях конвейера может быть изменен. В статическом случае — достаточно редко, в динамическом — часто. При частой смене функций ступеней в многофункциональном динамическом конвейера он должен работать под управлением специальной системы диспетчеризации.
Будем пользоваться следующими допущениями: