การบวกเลขฐานสองมีวิธีปฏิบัติเช่นเดียวกันกับการบวกในเลขฐานสิบแต่เนื่องจากระบบเลขฐานสองมีตัวเลขเพียงสองตัวคือ 0 กับ 1 ดังนั้นการบวกจึงมีหลักเกณฑ์ดังนี้
1 + 1 = 0 และทดไว้ 1 เพื่อบวกกับเลขหลักต่อไป
1 + 0 = 1
0 + 1 = 1
0 + 0 = 0
วิธีดําเนินการบวกเลขฐานสองมีหลักการเช่นเดียวกับเลขฐานสิบ
คือ นําจํานวนเลขทั้งสองมาตั้งใหตรงหลักกันแล้วจึงทําการบวกเลขในหลักนั้นๆ ถ้าผลบวกในตําแหน่งใดมีการทด 1 ก็ใหนําไป บวกกับเลขตําแหน่งถัดไปด้วย
การลบเลขฐานสอง ซึ่งเป็นวิธีตรงกันข้ามกับการบวกเลขฐานสอง มีหลักเกณฑเช่นเดียวกับ การลบในเลขฐานสิบ ดังต่อไปนี้
1 - 1 = 0
1 - 0 = 1
0 - 0 = 0
0 - 1 = 1 ต้องยืมจากหลักที่สูงกว่ามา 1
ในการยืมคาตัวเลขในเลขฐานสองจะทําใหตัวเลขที่ ถูกยืมลดค่าลง 1 แล้วตัวเลขนั้นจะกลาย เป็น 0 ไป ถ้าตัวเลขที่ ถูกยืมถัดไปมีค่าเป็น 0 ใหยืมในหลักถัดไปเรื่อยๆ จนกระทั้งมีเลข 1 เมื่อทํา การยืมค่ามาแล้ว เลข 1 ในคอลัมน์นั้นก็จะกลายเป็น 0 ไป ส่วนเลข 0 ในคอลัมน์ซึ่งไม่สามารถยืมได้นั้นก็จะกลายเป็น 1
ในการคูณเลขระบบใดๆ ก็ตาม หมายความว่าเป็นการบวกเลขจํานวนนั้นด้วยตัวมันเองเป็นจํานวนกี่ครั้งตามค่าตัวคูณนั้น เช่น จํานวนเลข 8x5 หมายความว่า จํานวนเลข 8 บวกด้วยตัวมันเอง 5 ครั้งคือ 8+8+8+8+8=40
สําหรับการคูณเลขฐานสอง มีหลักการดําเนินการเช่นเดียวกับเลขฐานสิบคือ เมื่อทําการคูณ เลขฐานสอง ด้วยตัวเองที่เป็น 1 ก็จะได้ผลคูณเท่ากับตัวตั้งที่ ทําการคูณนั้น ถ้าตัวคูณเป็น 0 ผลคูณ ก็จะได้เป็น 0 เช่นกัน เมื่อได้ทําการคูณ ตัวตั้งด้วยตัวคูณทุกตําแหน่งแล้วให้ทําการบวกโดยใชกฎการบวก เลขฐานสองตามที่ กล่าวมาแล้วทุกประการการคูณจึงมีหลักเกณฑดังน ี้
1 × 1 = 1
1 × 0 = 0
0 × 1 = 0
0 × 0 = 0
ในการหารเลขระบบใดๆ ก็ตาม เป็นการกระทําที่ ตรงกันข้ามกับการคูณ คือเป็นการหาจํานวนครั้งที่ นําตัวเลขจํานวนนั้นไปลบออกจากเลขจํานวนหนึ่งจนกระทั้งเหลือเศษ 0 หรืออาจเป็นจํานวนหนึ่ง ที่มีค่าน้อยกว่า 3 เกณฑ์การหารเลขฐานสองสรุปได้ดังต่อไปนี้
0 ÷ 1 = 0
1 ÷ 1 = 1