實際應用的電子式直流轉換器會使用開關切換的技術。直流-直流的開關電源可以將能量暫時儲存，再透過輸出電壓釋放，可以將直流電壓轉換為較高或是較低電壓的直流電。能量的儲存可以儲存在電場（電容器）或是磁場（電感器或是變壓器）。
這種轉換方式可以昇壓也可以降壓，切換式的轉換效率可以到75%~98%，比線性電壓調節(jié)器（會將不需要的能量以熱的方式消耗）的效率要好。為了效率考量，其中的半導體元件開啟或關閉的速度要相當快，不過因為有快速的暫態(tài)，加上電路布局上會有的雜散元件，讓電路的設計更有挑戰(zhàn)性。開關電源的高效率減少了散熱片的大小或體積，也提升了便攜式設備用電池供電時，可以運作的時間。在1980年代后期，因為功率級場效應管的出現(xiàn)，可以在較高頻率下有比功率級雙極性晶體管更低的切換損失，因此效率也可以進一步的提升，而且場效應管的驅動電路也比較簡單。
另一個開關電源的重要突破是用功率級場效應管的同步整流技術代替飛輪二極管，其導通電路較低，也可以降低切換損失。在功率半導體廣為應用之前，低功率的直流-直流同步整流器中包括一個機電式的震蕩器，震蕩后的電透過降壓變壓器，輸出給真空管、半導體整流器、或是和震蕩器連接的同步整流器。
大部分直流-直流轉換器是設計單向轉換，功率只能從輸入側流到輸出側。不過所有開關電壓轉換器的拓撲都可改為雙向轉換，可以讓功率從輸出側流回輸入側，方式是將所有的二極管都改為獨立控制的主動整流。雙向轉換器可以用在像車輛之類，需要再生制動的應用，在車輛運行時，是由轉換器供電給車輪，但在剎車時，會反過來由車輪供電給轉換器。
切換型的轉換器以電子學的角度來看，其實比較復雜，不過因為許多電路都封裝在集成電路中，需要的零件較少。在電路設計時，為了讓切換噪聲（EMI / RFI）降到可容許范圍，而且要讓高頻電路可以穩(wěn)定運作，需要小心的設計電路以及實際電路及元件的布局。若是在降壓的應用中，切換型轉換器成本比線性轉換器要高，不過隨著芯片設計的進步，切換型轉換器的成本也在漸漸下降。
直流-直流轉換器可以用集成電路（IC）再加上幾個零件的方式組成，也有轉換器本身就是完整的并合集成電路模組，只需要組裝在電路板上即可使用。
線性電壓調節(jié)器可以從電壓較高但可能不穩(wěn)定的直流電壓源中轉換出穩(wěn)定的直流電壓，輸入輸出電壓差對應的功率則依焦耳定律轉換為熱能耗散出去，以定義上來看，可以算是直流-直流轉換器，但實務上很少這么稱呼線性電壓調節(jié)器。電阻分壓電路也可以產(chǎn)生和輸入電壓不同的輸出電壓，可能會加上穩(wěn)壓器或齊納二極管調節(jié)輸出電壓，不過也很少被稱為直流-直流轉換器。
也有一些電容型的倍壓器及多倍壓器，可以將直流電壓放大兩倍、三倍或是其他整數(shù)倍，多半會用在輸出小電流的應用上。
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