移位寄存器（shift register）的工作原理是在若干相同时间脉冲下工作、以触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。
这种移位寄存器是一维的，事实上还有多维的移位寄存器，即输入、输出的数据本身就是一些列位。实现这种多维移位寄存器的方法可以是将几个具有相同位数的移位寄存器并联起来。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。
桶形移位寄存器即循环移位寄存器，在浮点加减运算、压缩/解压缩和图像处理算法中有应用。
例如设计一个8位桶形移位器：
8位桶形移位器是有8个数据输入位，8个数据输出位和3个控制输入位的组合逻辑电路，其输出字等于输入字的循环移位，循环移位的次数由控制输入位指定。
比如，如果输入字等于ABCDEFGH（每个字母表示一位），且输入控制位为101（5），则输出字为FGHABCDE。
