Beschreibungen auf der Gatterebene können als Erhöhung des Detailierungsgrads der Module auf der RT-Ebene angesehen werden. Allerdings geht die semantische Information über die Unterscheidung zwischen Daten- und Kontrollsignalen, wie sie auf der RT-Ebene noch vorhanden ist, vollständig verloren. Man hat nun lediglich ein Netz mit Gattern und Flipflops als Knoten und Einbit-Verbindungsleitungen als Kanten. Auf dieser Ebene ist man in vielen Fällen an präzisen Informationen über das Zeitverhalten interessiert. Daher ist das übliche Zeitmodell auf dieser Ebene das der kontinuierlichen Realzeit. Allerdings werden verschiedene approximative Verzögerungskonzepte benutzt, die von simplen Konzepten wie feste Nominalverzögerung bis hin zu Modellen reichen, die fast das analoge Verhalten der beteiligten Module widerspiegeln. Beobachtbare Werte sind "Bits" in einer mehrwertigen Logik. Die Knoten müssen nicht auf "Gatter" im engeren Sinn beschränkt sein, sondern sind Schaltungen, die durch einen booleschen Ausdruck bzw. durch ein Bündel boolescher Ausdrücke beschrieben werden können. Dadurch sind auch hierarchische Beschreibungen möglich. In der physikalischen Sicht stehen auf der Gatterebene häufig Bibliotheken mit so genannten Basiszellen zur Verfügung.