A vákuumcsöves technológia nagy mennyiségű villamos energiát igényelt. Az ENIAC számítógép (1946) több mint 17 000 csőből állt, és átlagosan kétnaponta szenvedett csőhibát (amelynek felderítése 15 percig tartott). Működés közben az ENIAC 150 kilowatt áramot fogyasztott, amelyből 80 kilowattot a csövek fűtésére, 45 kilowattot az egyenáramú tápegységekre, 20 kilowattot a szellőzőfúvókra és 5 kilowattot a lyukkártyás segédberendezésekre használt.
Mivel a számítógépben lévő több ezer cső bármelyikének meghibásodása hibákat okozhatott, a csövek megbízhatósága nagy jelentőséggel bírt. A számítógépek kiszolgálására speciális minőségű csöveket építettek, amelyek anyagára, ellenőrzésére és vizsgálatára magasabb követelményeket támasztottak, mint a szabványos fogadócsöveké.
A digitális működés egyik olyan hatása, amely az analóg áramkörökben ritkán jelentkezett, a katódmérgezés volt. Azokban a vákuumcsövekben, amelyek hosszabb ideig lemezáram nélkül működtek, a katódokon nagy ellenállású réteg alakult ki, ami csökkentette a cső erősítését. A számítógépes csövekhez speciálisan kiválasztott anyagokra volt szükség, hogy megelőzzék ezt a hatást. A csövek üzemi hőmérsékletre való felmelegítésével járó mechanikai feszültségek elkerülése érdekében a csőmelegítők teljes üzemi feszültségét gyakran lassan, egy vagy több percen keresztül alkalmazták, hogy megelőzzék a katódmelegítők feszültség okozta töréseit. A fűtőkészülékeket a gép készenléti ideje alatt bekapcsolva lehetett hagyni, a nagyfeszültségű lemezellátás kikapcsolása mellett. A vákuumcsöves számítógép alrendszereibe beépítették a határérték-tesztelést; a lemez- vagy fűtőfeszültségek csökkentésével és a megfelelő működés tesztelésével fel lehetett fedezni a korai meghibásodás veszélyének kitett alkatrészeket. Az összes tápfeszültség szabályozására és annak megakadályozására, hogy az elektromos hálózatból származó túlfeszültségek és leesések befolyásolják a számítógép működését, az áramot egy motorgenerátor-készletből nyerték, amely javította a tápfeszültségek stabilitását és szabályozását.
A vákuumcsöves számítógépek építése során a logikai áramkörök két nagy típusát használták. Az “aszinkron” vagy közvetlen, egyenáramú csatolású típus csak ellenállásokat használt a logikai kapuk közötti és a kapukon belüli összeköttetésekhez. A logikai szinteket két, egymástól távol eső feszültség képviselte. A “szinkron” vagy “dinamikus impulzus” típusú logikában minden fokozatot impulzushálózatokkal, például transzformátorokkal vagy kondenzátorokkal kapcsoltak össze. Minden logikai elemhez egy “órajel” impulzust alkalmaztak. A logikai állapotokat az impulzusok jelenléte vagy hiánya reprezentálta az egyes óraintervallumok alatt. Az aszinkron konstrukciók potenciálisan gyorsabban működtek, de több áramkört igényeltek a logikai “versenyek” elleni védelemhez, mivel a különböző logikai útvonalaknak eltérő terjedési idejük volt a bemenettől a stabil kimenetig. A szinkron rendszerek elkerülték ezt a problémát, de további áramkörökre volt szükségük az órajel elosztásához, amely a gép minden egyes szakaszához több fázisú lehet. A közvetlenül kapcsolt logikai fokozatok némileg érzékenyek voltak az alkatrészértékek eltolódására vagy a kis szivárgási áramokra, de a működés bináris jellege jelentős tartalékot biztosított az áramköröknek az eltolódás miatti meghibásodással szemben. Az “impulzusos” (szinkronos) számítógéprendszerre példa volt az MIT Whirlwind. Az IAS számítógépei (ILLIAC és mások) aszinkron, közvetlenül kapcsolt logikai fokozatokat használtak.
A csőszámítógépek elsősorban triódákat és pentódákat használtak kapcsoló és erősítő elemként. Legalább egy speciálisan tervezett kapocscső két hasonló karakterisztikájú vezérlőráccsal rendelkezett, ami lehetővé tette egy két bemenetű ÉS-kapu közvetlen megvalósítását. Néha tirátronokat is használtak, például az I/O-eszközök meghajtására vagy a reteszek és holdingregiszterek tervezésének egyszerűsítésére. A vákuumcsöves számítógépek gyakran széles körben használtak szilárdtest (“kristály”) diódákat az ÉS és VAGY logikai funkciók elvégzésére, és csak a fokozatok közötti jelek erősítésére vagy olyan elemek, mint a flip-flopok, számlálók és regiszterek felépítésére használtak vákuumcsöveket. A szilárdtest-diódák csökkentették a teljes gép méretét és energiafogyasztását.