Um circuito sequencial se caracteriza principalmente pelo fato de que sua saída depende não apenas das entradas atuais, mas também do estado anterior do circuito, ou seja, ele possui memória. Isso é diferente dos circuitos combinacionais, cuja saída depende apenas das entradas atuais e muda instantaneamente com elas. Os circuitos sequenciais são usados em diversas aplicações, não apenas para operações matemáticas, mas também em sistemas de controle, contadores, registradores, entre outros. Eles utilizam elementos de memória, como flip-flops, para armazenar informações sobre o estado anterior. Portanto, a principal diferença é que os circuitos sequenciais têm memória e dependem do histórico de estados, enquanto os circuitos combinacionais não têm memória e suas saídas são instantâneas em relação às entradas.