オシレーターが倍音の詰まったノコギリ波や矩形波を出し、フィルター(通常はレゾナンス付きローパス)が高域を削り、アンプが音量の時間変化を整える。フィルターとアンプはADSRなどのエンベロープとLFOで駆動される。VCO→VCF→VCAという構成は1964年のロバート・モーグのモジュラーシステムに由来し、1970年のミニモーグがそれをステージに持ち出せるものにまとめた。
モーグが特許を取った24dB/オクターブのラダーフィルターは、今も「太いアナログ」の代名詞である。モデルが直感的なので、内部がウェーブテーブルなどまったく別の方式でも、ほとんどのシンセの画面はこれを手本に描かれる。