No Brasil, a urna eletrônica (denominada originalmente coletor eletrônico de voto) foi implantada em 1996. Acabou com várias das antigas fraudes externas da votação em papel (como o "voto carneirinho", "voto formiguinha", ou votos de protesto realizados em favor de conhecidos animais como o Macaco Tião e a Rinoceronte Cacareco). Apesar de controvérsias sobre seu nível de segurança e a impressão dos votos (ver abaixo), o sistema passa por auditorias antes e depois das eleições e é testado contra hackers periodicamente pelo Tribunal Superior Eleitoral (TSE) e organizações convidadas, sendo que nunca foi comprovada corrupcão.

A urna eletrônica registra os votos por meio de um display de cédula eleitoral aliado a componentes mecânicos ou eletro-ópticos que podem ser ativados pelo eleitor (tipicamente botões ou uma tela tátil), processando, assim, os dados por meio de um programa de computador e registrando-os em componentes de memória. O processo de votação ocorre localmente sem conexão à Internet. Já a transmissão dos votos para a central do TSE é feita via internet através de conexão segura.

Ela é composta por dois módulos: o "terminal do eleitor" e o "terminal do mesário". No terminal da mesa receptora, o mesário digita no teclado o número do título do eleitor para verificar se sua situação está regular e ele pode votar. Desde 2010 esse terminal possui um leitor de biometria. Já o terminal do eleitor é a urna propriamente dita, ou seja, é onde o eleitor digita o seu voto.

Após a eleição, a urna produz uma tabulação dos dados de voto armazenados em um componente de memória removível com uma cópia impressa. O sistema também pode fornecer um meio para transmitir boletins de voto ou totais de votos para um local central para consolidar e relatar os resultados regionais. O dispositivo começou a ser utilizado massivamente a partir das eleições municipais de 1996, em 57 cidades do Brasil.