芯片，即集成电路（Integrated Circuit, IC），其工作原理基于半导体材料的性质以及微电子技术。简要来说，芯片的工作原理如下：
1. 基本单元：晶体管
芯片的核心组件是晶体管，主要有两种类型：MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和BJT（双极结型晶体管）。晶体管可以看作是一种开关，通过控制输入电压来改变输出电流，有开（代表逻辑“1”）和关（代表逻辑“0”）两种状态。
2. 逻辑门与数字信号处理
大量晶体管被组合成各种逻辑门电路（如与门、或门、非门等），这些逻辑门能够执行基本的逻辑运算。多个逻辑门进一步构成更复杂的电路结构，如加法器、寄存器、触发器等，从而实现对二进制数据进行算术和逻辑运算的能力。
3. 集成化设计
利用光刻、蚀刻等工艺，在硅晶圆上制作出数以百万亿计的晶体管和其他电子元件，并将它们按照预定的设计连接在一起。这样就形成了高度集成的电路系统，可以在一块几平方毫米到几十平方厘米的芯片上完成极为复杂的计算任务。
4. 供电与信号传递
当芯片接通电源后，内部电路开始工作，通过电信号在不同组件间传递信息。这些电信号根据设计的指令集进行处理，使芯片执行特定功能。
5. 存储与读写操作
对于包含存储功能的芯片，如RAM、ROM或闪存，它们利用电荷存储或者磁性变化等方式保存数据，并且可以通过地址线寻址读取或写入数据。
6. 时序与同步
芯片内部含有时钟信号，用来协调各个组件之间的动作顺序，确保指令和数据在正确的时间内传输和处理。
芯片通过将大量微型化的晶体管及其它电子元件集成在单一的半导体衬底上，依据预设的电路设计和指令体系，实现了信息的高速处理和数据运算。随着纳米级制造技术的进步，芯片性能不断提升，功耗降低，为现代信息技术的发展奠定了基础。
