Định luật Moore chỉ ra rằng khi giá thành không đổi, số lượng linh kiện trên mạch tích hợp sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 18-24 tháng, đồng thời hiệu năng cũng tăng tương ứng. Nói cách khác, sức mạnh tính toán thu được trên mỗi đô-la sẽ tăng gấp bội trong khoảng thời gian này. Định luật này tiết lộ tốc độ phát triển của công nghệ thông tin. Dù xu hướng này đã kéo dài hơn nửa thế kỷ, định luật Moore vẫn nên được xem là quan sát hoặc dự đoán chứ không phải quy luật vật lý hay tự nhiên. Dự kiến định luật sẽ duy trì đến ít nhất 2015 hoặc 2020. Tuy nhiên, bản cập nhật 2010 của Lộ trình Công nghệ Bán dẫn Quốc tế cho thấy tốc độ tăng trưởng đã chậm lại từ cuối 2013, với mật độ transistor dự kiến chỉ tăng gấp đôi sau mỗi ba năm.

Năm 1959, Fairchild Semiconductor tiên phong phát triển transistor dạng phẳng, tiếp theo là mạch tích hợp phẳng vào 1961. Quy trình sản xuất phẳng này sử dụng kỹ thuật quang khắc trên tấm silicon đánh bóng để tạo linh kiện như diode, transistor, điện trở và tụ điện. Độ chính xác quang khắc càng cao thì mật độ linh kiện càng tăng, mang lại tiềm năng phát triển lớn. Do đó, công nghệ phẳng được xem là "chìa khóa ngành bán dẫn" và nền tảng kỹ thuật cho sự ra đời của định luật Moore.

Năm 1965, Gordon Moore - khi đó là giám đốc phòng thí nghiệm R&D của Fairchild - viết bài phân tích "Nhồi nhét thêm linh kiện lên mạch tích hợp" cho tạp chí Electronics nhân kỷ niệm 35 năm. Khi vẽ biểu đồ dữ liệu, ông phát hiện xu hướng đáng kinh ngạc: mỗi chip mới chứa số linh kiện gấp đôi thế hệ trước và ra mắt sau 18-24 tháng. Nếu tiếp tục, sức mạnh tính toán sẽ tăng theo cấp số nhân. Quan sát này - sau gọi là định luật Moore - vẫn duy trì độ chính xác phi thường. Nó không chỉ áp dụng cho chip nhớ mà còn mô tả chính xác sự phát triển của CPU và dung lượng ổ cứng. Định luật trở thành nền tảng dự đoán hiệu năng công nghiệp. Trong 26 năm, số transistor tăng hơn 3.200 lần - từ 2.300 trên chip 4004 (1971) lên 7.5 triệu trên Pentium II.

Năm 2013, các nhà khoa học áp dụng định luật Moore nghiên cứu sự sống Trái Đất. Kết quả cho thấy sự sống hữu cơ có thể tồn tại trước cả Trái Đất. Bằng cách thay transistor bằng nucleotide (đơn vị di truyền) và mạch điện bằng vật chất di truyền, tính toán chỉ ra sự sống xuất hiện từ 10 tỷ năm trước - sớm hơn nhiều so với tuổi ước tính 4.5 tỷ năm của Trái Đất. Giả thuyết panspermia (thuyết phôi sinh vũ trụ) cho rằng vi khuẩn hoặc nucleotide đơn giản từ vùng xa xôi của thiên hà có thể đã đến Trái Đất qua sao chổi hoặc thiên thạch khi hệ Mặt Trời hình thành. Một số nhà khoa học tin rằng sự sống vẫn đang tiếp tục đến Trái Đất theo cách này.

Định luật Moore đôi khi áp dụng cho công nghệ xanh. Xét máy giải trình tự DNA - công cụ cốt lõi của công nghệ xanh. Năm 1977, Fred Sanger giải trình tự thành công hệ gene virus (5.000 cặp base); 25 năm sau, con người giải trình tự hệ gene người (3 tỷ cặp base). Dù sản lượng cặp base tuân theo định luật Moore, chi phí giải trình tự không giảm tương ứng - giải trình tự gene người tốn kém hơn nhiều. Máy giải trình tự hiện đại dù tinh xảo nhưng cồng kềnh và đắt đỏ, sử dụng phương pháp hóa học ướt xử lý hàng loạt với chi phí thuốc thử ngang thiết bị. Giới sinh học hiện cần giải trình tự đơn phân tử - xử lý từng phân tử riêng lẻ bằng phương pháp vật lý thay vì hóa học. Phát minh này thuộc về các nhà vật lý ứng dụng "công nghệ xám" hỗ trợ công nghệ xanh. Người tạo ra cỗ máy đáng tin cậy này sẽ đóng góp to lớn cho sinh học.