ETC 系統是通過安裝于車輛上的車載單元 (On Board Unit，OBU) 和安裝在收費站車道上的路邊單元 (Road Side Unit，RSU) 之間進行無線通信和信息交換，整個系統主要由 RSU 和 OBU 設備、中心管理系統和其他輔助設施組成。OBU 中存有車輛的識別信息，一般安裝于車輛前面的擋風玻璃上，中國標準的 OBU 采用雙片式結構，OBU 硬件完成無線通信功能，供電方式有鋰電池、太陽能. 涉及電子支付的功能由智能 IC 卡實現，RSU 安裝于收費站，中心管理系統有大型數據庫，存儲大量注冊車輛和用戶的信息。當車輛通過收費站口時，RSU 發出詢問信號，OBU 做出響應，并進行雙向通信和數據交換，中心管理系統獲取車輛識別信息，根據不同情況來控制管理系統產生不同的動作，如計算機收費管理系統從該車的預付款項賬戶中扣除此次應交的過路費，或送出指令給其它輔助設施工作，例如違章車輛攝像系統，自動控制欄桿或其它設施。