狀態機是一種抽象的邏輯模型。我們先從一個問題入手談談狀態機的抽象過程。
例：串行輸入一個二進制bit序列，先輸入的爲高位，實時檢測其表示的二進制數是否能被三整除。
我們可以用一個表格來分析一下這個問題：
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現在狀態 |
輸入1後的下一個狀態 |
輸入0後的下一個狀態 |
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狀態s0 數據a，能被3整除 |
2*a+1，被3除餘1 |
2*a，被3整除 |
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狀態s1 數據a，被3除餘1 |
2*a+1，被3整除 |
2*a，被3除餘2 |
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狀態s2 數據a，被3除餘2 |
2*a+1，被3除餘2 |
2*a，被3除餘1 |
進一步，我們把它寫成簡介的狀態轉換表：
| input 1 | input 0 | |
| S0 | S1 | S0 |
| S1 | S0 | S2 |
| S2 | S2 | S1 |
對應的，繪製狀態轉換圖：
有了這樣一個狀態轉換圖，該問題也就迎刃而解。
狀態機抽象建模，有三個要素需要分析，一是狀態的定義，二是狀態跳轉條件，三是輸入與輸出。
狀態的定義是最爲關鍵的，狀態是控制流程中的節點，問題的複雜度決定了狀態的多少。狀態間具有互斥性，既同一時刻，狀態機僅可能具有一個狀態。
狀態跳轉往往由輸入決定，這反映狀態機響應外部事件。當然，也會有自動跳轉的不穩定太，描述時序上的自動控制。
根據輸出的決定因素，狀態機可分爲兩類，
第一類，若輸出只和狀態有關而與輸入無關，則稱爲Moore狀態機
第二類，輸出不僅和狀態有關而且和輸入有關係，則稱爲Mealy狀態機
上例中，輸出指示序列數據是否能被3整除，僅由狀態決定，因此是Moore機。
從上例中，我們可以看出，使用狀態機模型抽象問題，首先需要用狀態的語言描述問題，定義出有限個不同的狀態，這是抽象解決問題最關鍵的一步；其次，需要分析出狀態的轉換關係，既狀態跳轉條件；最後，將輸出與狀態及輸入關聯起來。
在數字邏輯中，狀態機模型應用的最爲廣泛，從簡單的跑馬燈，到複雜的CPU，核心部分都是狀態機電路。數字電路實現狀態機由組合電路和時序電路兩部分構成。一般來講，時序電路里的寄存器結構鎖存狀態信息，組合電路實現狀態轉換的邏輯判定。