差动输入级
深蓝色虚线区域是741运算放大器的输入级，共有7个晶体管Q1至Q7。NPN晶体管Q1与Q2组成的差动对是整个741操作放大器的输入端。此外，Q1/Q每个都是射极跟随器，接收共基极组态PNP晶体管Q3/Q4。Q3与Q4的目的是将输入级的电压位准调整到适当的位置，以驱动增益级NPN晶体管Q16。Q3/Q4的另一个功能是作为控制输入级偏置电流漂移的控制电路。
Q5至Q7组成的电流镜是输入级差动放大器的有源式负载。NPN晶体管Q7的作用主要是利用自身共射增益增加Q5与Q6电流镜复制电流的精度。同时，由电流镜组成的有源负载也将差动输入信号转换为单端输出信号到下一级：
A:由Q3流出的信号电流(即输入信号变化引起的电流成分与偏置电流无关)会流入电流镜的输入端，即Q5集电极。电流镜的输出端是Q连接到6的集电极Q4的集电极。
B:Q3.信号电流进入Q5.通过电流镜复制Q6，因此Q3与Q这里加了4个信号电流。
C:对于差动信号，Q3和Q4.信号电流大小相等，方向相反。因此，相加的结果将是原始信号电流的两倍。到目前为止，已经完成了将差动输入转换为单端输出的程序。
差动输入级输送到增益级的电压等于信号电流和Q4和Q对于信号电流而言，6集电极电阻并联乘积，Q4和Q6集电极电阻值很高，所以开环增益很高。
特别值得一提的是，741操作放大器的输入电流不等于零。事实上，741操作放大器的等效输入电阻约为2MΩ，这种不理想的现象导致741操作放大器两个输入端之间的直流电压准位存在一些差异，称为输入端偏移电压。在Q5和Q有两个端点用于消除输入端直流电压偏移，输入端偏移电压可以通过添加直流电压来消除。
增益级
741运算放大器的增益级是紫色虚线区。这个增益电路使用达灵顿晶体管Q15与Q19作为741运算放大器增益的主要来源。Q13与Q电容器是达灵顿晶体管的有源负载C从增益级输出端连接到输入端，作用是稳定输出信号。这种技术在放大器电路设计中很常见，称为米勒补偿。米勒补偿将在放大器的信号路径上放置一个主极点，以减少其他极点对信号稳定性的影响。通常741操作放大器主极点的位置只有10个Hz，也就是说，当741操作放大器在开环时，频率高于10Hz交流输入信号，增益只有原来的一半(在主极点，放大器增益下降3dB，也就是原来增益的一半)。米勒补偿电容可以降低高增益放大器的稳定性，特别是如果操作放大器有内部频率补偿机制，用户可以更容易地使用。
输出级
741运算放大器的输出级由图中绿色和浅蓝色虚线包围的区域组成。绿色区域包括NPN晶体管Q16和两个电阻R7与R8.主要功能是电压位准移位器或Vbe的倍增器。因为基极偏置已经固定，所以Q16集电极发射极的压降恒定为一定值。假设Q如果16的基极电流为零，基极与发射极之间的跨压约为0.625V（亦为R所以R7与R8.电流相等，跨越R7的电压约为0.375V。因此Q16集电极至发射极之间的跨压约为0.625V 0.375V=1V。这个1V跨压会对741运算放大器的输出信号造成轻微的交越失真，有时候在某些用分立式器件实现的741运算放大器会改用两个二极管取代Q16的功能。
浅蓝色虚线包围的区域包括晶体管Q14、Q17，以及Q20，构成741操作放大器的输出级。Q这个输出级基本上是16个设定的偏置AB类推挽式发射极追随器，推动输出级晶体管Q13与Q19.741操作放大器的输出级电压摆幅最高可低于正电源V，由晶体管的集电极-发射极饱和电压决定。
25Ω电阻R9的功能是限制通过Q14电流最大值不超过25mA。对于Q就20而言，限流功能通过检测流过Q19发射极电阻R然后控制11的电流Q为了实现15的基极偏置电流，后来的741操作放大器对限流功能有了更多的改进。虽然741运算放大器的输出阻抗不如理想运算放大器要求的零，但其输出阻抗确实接近零。
电流源和偏置电路
红色虚线区域为741操作放大器的偏置电路及其电流镜。741操作放大器各级使用的偏置电流来自该区域，这些偏置电流来源为39KΩ的电阻R1、NPN晶体管Q11以及PNP晶体管Q12.扣除正负电源的差值Q11与Q12基极-发射极电压后，按照欧姆定律去除R参考电流源的大小：
参考电流Iref经由Q11/Q10/R由2组成的韦勒电流源复制后，再由Q8/Q由9组成的电流镜决定输入级的偏置电流，从而决定输入级的直流状态。偏置电路的重要功能是为放大器提供非常稳定的固定电流输入水平，使输入共模范围更大，晶体管不会因输入共模电压的变化而离开应有的工作区域。假设输入级晶体管Q1/Q当2的偏置电流开始下降时，供电电流Q1/Q2的电流源Q8将检测到这一变化，然后从Q9流向Q10的电流。此时因为Q9与Q集电极端与10Q3/Q4的基极端相连，当Q当9的电流下降时，Q3/Q为了满足自由，必须增加4的基极电流Q10与R2设定的电流值。又因为Q3/Q4的基极电流增加迫使Q3/Q4的发射极电流也必须增加，即将整个输入级的偏置电流拉回原来的大小。这种机制相当于一个高增益的负反馈系统，可以使输入级的直流工作点更加稳定，进而提高输入级的整体效率。
Q12/Q由13组成的电流镜负责提供增益电路的偏置电流，使增益直流工作点不受输出电压的干扰而漂移。