Die Algorithmensynthese verwendet als Eingabedaten eine generische Beschreibung des zu synthetisierenden Algorithmus. Für die Beschreibung wird eine sequenzielle Abfolge von Operationen in einer Hochsprache verwendet. Hardwarebeschreibungssprachen bieten die Möglichkeit, das sequenzielle Ablaufschema eines Algorithmus zu beschreiben.
Das Ziel der Algorithmensynthese ist die Umsetzung der gegebenen Verhaltensbeschreibung in eine äquivalente strukturelle Beschreibung auf RT-Ebene. Die zu erreichende Struktur besteht dabei aus einem so genannten Datenpfad und einem zugehörigen Steuerpfad. Der Datenpfad enthält alle vom Algorithmus benötigten arithmetischen Operatoren sowie Multiplexer und Register zur Datenzuführung und Zwischenspeicherung. Die Operatoren werden als arithmetische Makrozellen instanziiert. Mit Hilfe des Steuerpfads erfolgt die Ansteuerung des Datenpfads, so dass die Operationen in der durch die Verhaltensbeschreibung vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Der Steuerpfad wird als endlicher Automat realisiert, dessen Zustandsübergangsdiagramm an den nächsten Syntheseschritt zur weiteren Verarbeitung übergeben wird.