データを伝えるときには、相手もデータを受け取る準備ができていないといけない。そして、どこからデータが始まるのか、受け取る側にはっきり伝える方法を考える必要がある。このデータを伝送するために送信側と受信側がタイミングを合わせることを、同期を取るという。つまり、送信側から送ったビット列を、正しく受信できるように、受信側のタイミングを合わせるわけである。
コンピュータのようにデジタル的に情報を処理する装置は、その動作の仕方によって同期式と非同期式に分けられる。
例：マイコンのCPUの動作も同期式である。記憶要素が変化するタイミング、即ちある転送が行われるタイミングは、必ずクロックパルスに同期している。
データ（通常は8ビットの1文字＝8単位符号）の前後にスタートビットとストップビットを付けて、データごとに区切って送信し同期を取る方法。伝送するデータがない場合は、ストップビット（通常は1）の状態にしておく。
1文字を伝送するのに10ビット必要なので、高速な伝送には向いていない。
データの始めに同期用のも文字を2個以上付けて送信し同期を取る方式。
フラグパターンを送り続け、間にデータを挿入して送信し同期を取る方式。
例えば、Dフリップフロップを用いた4ビット並列シフトレジスタを考える。このとき、入力データがバラバラに入力されてきたとき、4つのフリップフロップの動作タイミングを合わせるためには、クロック入力を4つのフリップフロップに共通に加えればよい。こうすると、4つのフリップフロップは共にクロック入力のタイミングに合わせて動作するようになる。そのため、データを受け取る目的に用いるDフリップフロップやJKフリップフロップには、同期信号を入力するクロック入力端子Cが設けてあるわけである。
言い換えれば、「クロックパルスにまったく同期していない入力データ」を受けて、「クロックパルスに同期した出力」を作り出すものが、フリップフロップであると考えられる。
