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  混頻器的本質特性是它在輸出訊號中產生一個兩路輸入訊號的乘積的分量。具有非線性(如指數)特性的器件可以用作混頻器。無源混頻器使用一個或多個二極體,並依賴於其電壓和電流之間的非線性關係,以實現乘法計算。在無源混頻器中,得到的輸出訊號的功率總是比輸入訊號低。  有源混頻器使用放大器件(如電晶體或真空管)來增加輸出訊號的強度。有源混頻器提高了埠之間的隔離度,但可能會增大噪聲和功耗。有源混頻器對過載的耐受性較差。  混頻器可以做成分立元件,也可以是積體電路的一部分,也可以作為混合模組提供。 混頻器也可按其拓撲分類: 對一個特定應用來說選取混頻器的型別是一個權衡的過程。  混頻器電路具有變頻增益(或損耗)和噪聲係數等特性。  用作混頻器的非線性電子元件包括二極體、電晶體近截止偏置,在低頻下有模擬乘法器。充到飽和的磁芯電感也被使用。在非線性光學中,具有非線性特性的晶體用於混合兩種頻率的鐳射用於產生光外差檢測。

  二極體可以用來製作簡單的不平衡混頻器。這種型別的混頻器產生的訊號會包含原始頻率以及它們的和與差。二極體的顯著特性是它的非線性(或非歐姆行為),這意味著它的響應(電流)不與其輸入(電壓)成正比。因此二極體不會再生流過它的電流的驅動電壓的頻率,這就可以控制所需頻率。 通過理想二極體的電流 "I" 作為電壓 "V" 的函式為 其中 "V" 以 "e" 指數出現是很重要的。指數函式的泰勒級數為 對於較小的 "x"(即電壓較小)可以通過這個級數的前幾項來估計:  假設兩個輸入訊號之和 formula_4 加在一個二極體上,產生的輸出電壓與流過二極體(可能是通過提供加在與二極體串聯的電阻器兩端的電壓)成正比。然後,忽略二極體方程中的常量,輸出電壓的形式就會為 正如預期的那樣,右邊的第一項是原始的兩個訊號,接著是二者之和的平方,寫作 formula_6,其中乘積訊號是很明顯的。省略號表示所有二者和的更高次冪,對於小訊號來說我們認為可以忽略。  假設兩個不同頻率的正弦輸入訊號輸入到該二極體,使得 formula_7,formula_8。訊號 formula_9 就會為: 展開平方項就會得到: 將除了 formula_12 之外的項都忽略並運用積化和差恆等式 得到, 說明了混頻器是如何產生新頻率的。
在電子學中,混頻器是一種非線性電路,它可以由施加到它的兩個訊號產生新的頻率。其最常見的應用是頻率分別為 "f" 和 "f" 的兩個訊號加在一個混頻器上,產生原來兩頻率的和 "f" + "f" 與差 "f" - "f" 的新訊號,稱作"外差"。實際混頻器還有可能產生其他頻率分量。