在邏輯上有所謂的「且」、「或」與「反」運算，在 C 中也提供這幾個基本邏輯運算所需的邏輯運算子（Logical operator），分別為「且」（&&）、「或」（||）及「反相」（!）三個運算子。
來看看下面這個程式會輸出什麼？
#include <stdio.h>
int main(void) {
int num = 75;
printf("%d\n", num > 70 && num < 80);
printf("%d\n", num > 80 || num < 75);
printf("%d\n", !(num > 80 || num < 75));
return 0;
}
三段程式分別會輸出 1、0 與 1，也就是分別表示真、假與真三種狀況。
&& 運算中，如果左邊的式子已被評斷為假，則可立即判斷整個式子為假，因而右邊的式子就不會再評斷； || 運算中如果左邊的式子已經被評斷為真，則可以判斷整個式子為真，因而右邊的式子就不會再評斷。
接下來看看位元運算子（Bitwise operator），數位設計上有 AND、OR、NOT、XOR 與補數等運算，在 C 中提供這些運算的就是位元運算子，它們的對應分別是 AND （&）、OR（|）、NOT（!）、XOR（^）與補數（~）。
如果不會基本的位元運算，這邊可以提供一個程式來顯示各個運算的結果：
#include <stdio.h>
int main(void) {
puts("AND運算：");
printf("0 AND 0\t\t%d\n", 0 & 0);
printf("0 AND 1\t\t%d\n", 0 & 1);
printf("1 AND 0\t\t%d\n", 1 & 0);
printf("1 AND 1\t\t%d\n\n", 1 & 1);
puts("OR運算：");
printf("0 OR 0\t\t%d\n", 0 | 0);
printf("0 OR 1\t\t%d\n", 0 | 1);
printf("1 OR 0\t\t%d\n", 1 | 0);
printf("1 OR 1\t\t%d\n\n", 1 | 1);
puts("XOR運算：");
printf("0 XOR 0\t\t%d\n", 0 ^ 0);
printf("0 XOR 1\t\t%d\n", 0 ^ 1);
printf("1 XOR 0\t\t%d\n", 1 ^ 0);
printf("1 XOR 1\t\t%d\n\n", 1 ^ 1);
puts("NOT運算：");
printf("NOT 0\t\t%d\n", !0);
printf("NOT 1\t\t%d\n\n", !1);
return 0;
}
執行結果如下：
AND運算：
0 AND 0 0
0 AND 1 0
1 AND 0 0
1 AND 1 1
OR運算：
0 OR 0 0
0 OR 1 1
1 OR 0 1
1 OR 1 1
XOR運算：
0 XOR 0 0
0 XOR 1 1
1 XOR 0 1
1 XOR 1 0
NOT運算：
NOT 0 1
NOT 1 0
C 中的位元運算是逐位元運算，例如 10010001 與 01000001 作 AND 運算，是一個一個位元對應運算，答案就是 00000001；而補數運算是將所有的位元 0 變 1，1 變 0，例如 00000001 經補數運算就會變為 11111110，例如下面這個程式所示：
char num = 255;
printf("%d\n", ~num);
這段程式會在主控台顯示 0，char 使用一個位元組，若用於儲存正整數最大可儲存 255 的值，255 的二進位表示法為 11111111，經補數運算就是 00000000，也就是 0。
要注意的是，邏輯運算子與位元運算子也是很常被混淆的，像是 && 為邏輯運算，而 & 為位元運算，|| 為邏輯運算，而 | 為位元運算， 初學時可得多注意。
位元運算對初學者來說的確較不常用，但如果用的洽當的話，可以增進不少程式效率，例如下面這個程式可以判斷使用者的輸入是否為奇數：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int input = 0;
printf("輸入正整數：");
scanf("%d", &input);
printf("輸入為奇數？%c\n", input & 1 ? 'Y' : 'N');
return 0;
}
執行結果如下：
輸入正整數：5
輸入為奇數？Y
這個程式得以運算的原理是，奇數的數值若以二進位來表示，其最右邊的位元必為 1，而偶數最右邊的位元必為 0，所以使用 1 來與輸入的值作 AND 運算，由於 1 除了最右邊的位元為 1 之外，其他位元都會是0，與輸入數值 AND 運算的結果，只會留下最右邊位元為 0 或為 1 的結果，其他部份都被 0 AND 運算遮掉了，這就是所謂「位元遮罩」，例如：
00000100 4
00000001 1
00000000 判 斷為偶數
00000011 3
00000001 1
00000001 判 斷為奇數
XOR 的運算較不常見，這邊舉個簡單的 XOR 字元加密例子，先看看程式：
#include <stdio.h>
int main(void) {
char ch = 'A';
printf("before encoding：%c\n", ch);
ch = ch ^ 0x7;
printf("after encoding：%c\n", ch);
ch = ch ^ 0x7;
printf("decoding：%c\n", ch);
return 0;
}
執行結果如下：
before encoding：A
after encoding：F
decoding：A
0x7 是 C 中整數的 16 進位寫法，其實就是 10 進位的 7，將位元與 1 作 XOR 的作用其實就是位元反轉，0x7 的最右邊三個位元為 1，所以其實就是反轉 ch 的最後兩個字元，如下所示：
01000001 65 （對應 ASCII的'A'）
00000111 0x7
01000110 70 （對應 ASCII中的'F'）
同樣地，這個簡單的 XOR 字元加密，要解密也只要再進行相同的位元反轉就可以了。
要注意的是，雖然在說明時都只取8個位元來說明，但實際的位元在運算時，需依資料型態所佔的記憶體長度而定，例如在使用 int 型態的 0 作運算時，要考慮的 是 32 個位元，而不是只有 8 個位元，因為 int 佔有4個位元組。
在位元運算上，C 還有左移（<<）與右移（>>）兩個運算子，左移運算子會將所有的位元往左移指定的位數，左邊被擠出去的位元會被丟棄，而右邊會補上 0；右移運算則是相反，會將所有 的位元往右移指定的位數，右邊被擠出去的位元會被丟棄，至於左邊位元補 0 或補 1 則不一定，視系統而定。
可以使用左移運算來作簡單的 2 次方運算示範，如下所示：
#include <stdio.h>
int main(void) {
int num = 1;
printf("2 的 0 次：%d\n", num);
num = num << 1;
printf("2 的 1 次：%d\n", num);
num = num << 1;
printf("2 的 2 次：%d\n", num);
num = num << 1;
printf("2 的 3 次：%d\n", num);
return 0;
}
執行結果如下：
2 的 0 次：1
2 的 1 次：2
2 的 2 次：4
2 的 3 次：8
實際來左移看看就知道為何可以如此運算了：
00000001 1
00000010 2
00000100 4
00001000 8