理想运算放大器工作在线性区时，表现出独特的特性。当处于这种状态，其输出电压(u0)与输入电压(u+和u-)之间存在线性关系，其中，Auo是开环差模电压放大倍数。一个关键特点是，理想运放的差模输入电压为零。由于开环差模电压放大倍数无穷大，u+和u-点近似相等，形成一种“虚短”的现象，但并非真正的短路。另一个特性是，输入电流为零，因为理想运放的开环输入电阻极大，不会从信号源吸收电流，同相和反相输入端的电流都等于零，称为“虚断”。
然而，当理想运放进入非线性工作区，输出电压的行为有所变化。此时，输出电压不再随输入电压线性增长，而是达到饱和状态。在正向饱和区，当u+大于u-时，输出电压达到正饱和值；在负向饱和区，当u+小于u-时，输出电压为负饱和值。在这个区域，“虚短”现象不再适用，因为u+和u-不再相等。尽管如此，输入电流仍然保持为零，因为输入电阻的无穷大特性依然存在。
实际运放的开环电压增益非常大，可以近似认为A=∞和e=0。此时，有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放模型，简称理想运放。