首先，ETC系统是由车辆自动识别系统、信息库管理系统以及相应的辅助设备组成。
安装在汽车前挡风玻璃上，类似读卡器的东西就是车辆自动识别系统中的车载单元（OBU即On Board Unit的缩写），又称为：电子标签或应答器。OBU储存了车辆的身份信息，是每辆车通过ETC通道的“通行证”。
另外，在高速收费站ETC通道旁边还设有一个“路边单元”以及藏在车道下的环路感应器设备。信息库管理系统则是ETC系统的“大脑”，它储存了大量注册车辆及用户的信息，这些信息与车载单元中车辆及用户信息相匹配，从而能够准确判断来车的身份；辅助设备包括车道栏杆、费额显示器、闯卡报警器及通行信号灯等。
当车辆到达ETC收费口，车道下的环路感应器感应到车辆通过，将信号传递给路边单元。路边单元向车辆的车载单元（OBU）发出询问信号，车载单元感应到路边单元的微波信号，做出应答，便将车辆信息上报。
信息库系统收到车辆信息，根据车牌号、车型等信息与库中注册车辆信息相匹配，完成车辆的识别。若识别通过，栏杆抬起允许车辆通行，路边单元完成与车载单元中IC卡的通信，进而完成扣费的操作。若识别不通过，闯卡报警器发出警报，直至车辆退出环路感应器。这整个过程看似复杂，但其实系统反应时间很短，车辆不需要停车等待，极大提高了通行效率。
