Lorsque vous jouez d'un instrument, les signaux analogiques provenant du pavé tactile, du capteur de pression respiratoire et d'autres commandes du lecteur sont convertis en un flux de données numériques, généralement à l'aide du protocole de message MIDI. Le flux de données est introduit dans une sorte de synthétiseur sonore. Le synthétiseur envoie un signal audio à un amplificateur, de la même manière que d'autres instruments de musique électroniques.
Certains EWI combinent les commandes du lecteur et le synthétiseur sonore en un seul appareil qui peut être alimenté par batterie et ne nécessite qu'une connexion audio à un appareil externe ou à un casque. Le REMI 3 entre dans cette catégorie, mais il dispose également d'un amplificateur et de haut-parleurs intégrés pour une véritable lecture autonome.
D'autres EWI se composent de deux parties distinctes : une « pièce à main » composée des commandes du lecteur, ainsi qu'un « module sonore » contenant le synthétiseur, l'alimentation électrique et éventuellement des effets sonores et des amplificateurs de puissance, etc.
Si la « pièce à main » EWI est équipée d'un adaptateur/câble MIDI-USB, le « module sonore » externe peut être un ordinateur ou un appareil mobile exécutant une application de synthèse sonore. Il existe un grand nombre d'applications de synthèse « VST » disponibles en téléchargement, dont beaucoup sont des logiciels gratuits.
Tout comme les synthétiseurs à clavier électroniques, les modules sonores EWI ou les « applications de synthétiseur » VST sur ordinateur sont capables de générer une grande variété de sons d'instruments. En revanche, les instruments acoustiques ne produisent qu'un seul son caractéristique. Mais les synthétiseurs varient considérablement dans leur capacité à imiter les instruments acoustiques. Les synthétiseurs conçus spécifiquement pour EWI ont généralement une plus grande expressivité et un meilleur contrôle des nuances inhérentes aux instruments à vent.