如图所示，一个典型VCXO包括：石英晶体、放大电路、变容二极管、控制电压端，以及输出缓冲电路。VCXO能在一个较窄范围内实现连续、可控的频率调整。

工作机制可简化为：

控制电压 → 改变变容二极管电容 → 改变振荡条件 → 调节输出频率

在实际应用中，VCXO往往与锁相环PLL配合使用。PLL可以检测VCXO输出与参考时钟的相位差，并产生误差信号，经过环路滤波器后调节VCXO，从而实现频率的精确锁定和相位同步。