Vakuumrørsteknologi krævede meget elektricitet. ENIAC-computeren (1946) havde over 17.000 rør og havde i gennemsnit hver anden dag en rørfejl (som det tog 15 minutter at lokalisere). Under drift brugte ENIAC 150 kilowatt strøm, hvoraf 80 kilowatt blev brugt til opvarmning af rørene, 45 kilowatt til jævnstrømsstrømforsyninger, 20 kilowatt til ventilationsblæsere og 5 kilowatt til ekstraudstyr med hulkort.
Da fejl i et af de tusindvis af rør i en computer kunne resultere i fejl, var rørenes pålidelighed af stor betydning. Der blev bygget særlige kvalitetsrør til computertjeneste med højere standarder for materialer, inspektion og testning end standardmodtagerrør.
En effekt af digital drift, som sjældent optrådte i analoge kredsløb, var katodeforgiftning. Vakuumrør, der fungerede i længere tidsrum uden pladestrøm, ville udvikle et lag med høj resistivitet på katoderne, hvilket reducerede rørets forstærkning. Der var behov for særligt udvalgte materialer til computerrør for at forhindre denne effekt. For at undgå mekaniske spændinger i forbindelse med opvarmning af rørene til driftstemperatur, blev rørvarmerne ofte påført deres fulde driftsspænding langsomt, over et minut eller mere, for at undgå spændingsrelaterede brud på katodevarmerne. Strømforsyningen til varmelegemet kunne forblive tændt i maskinens standby-tid, mens højspændingspladeforsyningen var slukket. Marginal testning blev indbygget i undersystemerne i en computer med vakuumrør; ved at sænke pladespændingen eller varmelegeme-spændingen og teste, om de fungerer korrekt, kunne komponenter, der var i risiko for tidlig svigt, opdages. For at regulere alle strømforsyningsspændinger og forhindre, at over- og underspændinger fra elnettet påvirker computerens drift, blev strømmen afledt af et motor-generator-sæt, der forbedrede stabiliteten og reguleringen af strømforsyningsspændingerne.
To brede typer af logiske kredsløb blev anvendt ved konstruktionen af vakuumrørcomputere. Den “asynkrone” eller direkte, jævnstrømskoblede type anvendte kun modstande til at forbinde mellem logiske porte og inden for selve portene. Logiske niveauer blev repræsenteret af to vidt adskilte spændinger. I den “synkrone” eller “dynamiske puls”-logik var hvert trin koblet sammen af pulsnetværk som f.eks. transformatorer eller kondensatorer. Hvert logisk element havde en “clock”-impuls. Logiske tilstande blev repræsenteret ved tilstedeværelsen eller fraværet af impulser i hvert clockinterval. Asynkrone konstruktioner kunne potentielt fungere hurtigere, men krævede mere kredsløb for at beskytte mod logiske “løb”, da forskellige logiske baner ville have forskellige spredningstider fra input til stabilt output. Synkrone systemer undgik dette problem, men krævede ekstra kredsløb til at distribuere et klokkesignal, som kunne have flere faser for hvert trin i maskinen. Direkte koblede logiske trin var noget følsomme over for afvigelser i komponentværdier eller små lækstrømme, men den binære karakter af driften gav kredsløbene en betydelig margen mod funktionsfejl som følge af afvigelser. Et eksempel på en “pulse” (synkron) computer var MIT Whirlwind. IAS-computerne (ILLIAC og andre) anvendte asynkrone, direkte koblede logiske trin.
Rørcomputere anvendte primært trioder og pentoder som koblings- og forstærkningselementer. Mindst ét specielt konstrueret gatingrør havde to kontrolgitre med lignende egenskaber, hvilket gjorde det muligt at implementere en AND-gate med to indgange direkte. Der blev undertiden anvendt thyratroner, f.eks. til at drive I/O-enheder eller til at forenkle design af latches og holdingregistre. Ofte benyttede vakuumrørcomputere i vid udstrækning faststof- (“krystal”-) dioder til at udføre AND- og OR-logiske funktioner og brugte kun vakuumrør til at forstærke signaler mellem trin eller til at konstruere elementer som flip-flops, tællere og registre. Faststofdioderne reducerede størrelsen og strømforbruget af den samlede maskine.