O processo eletrônico de votação possui vários mecanismos para garantir a segurança e inviolabilidade da urna. A segurança do sistema eletrônico de votação é feita em camadas, ou seja, diversas barreiras que, em conjunto, não permitem que o sistema seja violado. Em resumo, qualquer ataque ao sistema causa um efeito dominó e a urna eletrônica trava, não sendo possível gerar resultados válidos. 

 Fazem parte desta seguranças as seguintes etapas:

• A assinatura digital e Lacração dos Sistemas, etapas que ocorrem 20 dias antes da eleição nas dependências do Tribunal Superior Eleitoral na presença de juízes, OAB e Ministério Público. É apresentado nesta cerimônia: a) a versão final dos sistemas eleitorais; b) Códigos-fonte e executáveis; c) Manuais; e, d) Documentação.  No processo  é efetuada a compilação dos programas computacionais na presença dos representantes; é realizada a geração dos resultados  digitais (hashes) dos programas e dada permissão, aos representantes, para assinar digitalmente os sistemas eleitorais, com programa próprio, para posterior verificação. Além disso os sistemas  (fontes e executáveis) são assinados digitalmente pelo TSE, gravados em mídia não regravável, lacrados e armazenados em cofre.

• O resumo digital, também chamado de resumo criptográfico ou hash, é uma técnica criptográfica que se assemelha a um dígito verificador. Dado um arquivo digital, pode-se calcular o resumo digital desse arquivo com um algoritmo público (método matemático conhecido por todos). No caso dos sistemas de urna, são calculados os hashs de todos os arquivos e esses resumos são publicados no portal do TSE.

• Preparação das Urnas, após a cerimônia de assinatura digital e lacração dos sistemas, os softwares são liberados para todos os Tribunais Regionais Eleitorais com a finalidade de distribuição, instalação e importação dos dados eleitorais.  Em cerimônia pública, as mídias que preparam as urnas para as eleições são geradas nos Tribunais Regionais Eleitorais (ou nas Zonas Eleitorais). a Urna eletrônica trabalha com dois tipos de mídia (Flash card e memória de resultado). A primeira etapa de preparação de urnas de seção, de justificativa e de contingência se completa após a instalação de sistema operacional, programas, bibliotecas e dados eleitorais.  A segunda e última etapa é concluída com a realização de vários testes para comprovar o correto funcionamento da urna. Os cartões de memória de carga, conhecidos como flash de carga, são usados na primeira parte da preparação da urna para eleição. Na última parte, a urna usa  conjuntamente os cartões de memória de votação, conhecidas com flash de votação, e as memórias de resultado.

• Lacração das Urnas, os compartimentos delas são lacrados fisicamente com lacres especiais produzidos pela Casa da Moeda, cujas propriedades químicas impedem qualquer tentativa de violação: a) Ao ser retirado, aparece imediatamente a inscrição de que foi violado; b)  Todas as portas de acesso físico à urna são lacradas. Depois desse momento, as urnas são armazenadas em local designado pelo TRE para, às vésperas da eleição, serem transportadas para os locais de votação. Qualquer tentativa de uso antes disso será em vão, pois a urna possui sistemas que só permitem que seja utilizada no momento programado para a votação. 

• Sistemas Eleitorais, por uma questão de segurança, só funcionam nos computadores da Justiça Eleitoral.  Dessa forma, mesmo que os sistemas sejam interceptados, não há possibilidade de instalação dos arquivos em computadores externos; além disso, os sistemas são ativados por meio de senhas geradas pelo TSE.

• Simulação - o Simulado Nacional de Totalização é o evento que acontece em todos os tribunais eleitorais visando às eleições. O evento consiste em simular uma eleição geral, com o manuseio dos sistemas eleitorais e urnas eletrônicas, de modo a reproduzir os procedimentos  realizados na preparação e no dia da votação oficial, tais como geração de mídia, carga de aplicativos, votação, contingências, transmissão de boletim de urna, recuperação de dados, sistema de apuração e totalização. Tem o objetivo de informar ao TSE possíveis defeitos/inconsistências apresentadas pelos sistemas e urnas eletrônicas, durante as etapas do processo.

• Sistema de Auditoria das Urnas (Votação Paralela), A Auditoria de Funcionamento das Urnas Eletrônicas por meio de Votação Paralela tem por objetivo a verificação do funcionamento das urnas eletrônicas sob condições normais de uso.  O procedimento consiste no sorteio de 3 (três) urnas eletrônicas, dentre as milhares de urnas do Estado, que serão submetidas, no dia da eleição, a uma votação idêntica à oficial, utilizando-se cédulas de papel previamente preenchidas por representantes de partidos políticos, coligações e estabelecimento de ensino de nível médio e universitário. O objetivo é verificar se o resultado emitido pela urna eletrônica, registrado no Boletim de Urna (BU), corresponde exatamente aos votos constantes das cédulas de papel. Os procedimentos de auditoria de funcionamento das urnas eletrônicas, feitos por amostragem, são realizados desde o ano de 2002, nos Tribunais Regionais Eleitorais de cada Unidade da Federação, no mesmo dia e horário da votação oficial, acompanhados por auditores que fiscalizam todas as atividades desenvolvidas. 

Outra medida de segurança muito importante é que a  urna eletrônica, em momento algum, nem no período de preparação para as eleições nem durante as votações ou na fase posterior, é conectada a qualquer tipo de rede de comunicação externa. Dessa forma, não é possível que os dados sejam interceptados ou sofram qualquer ataque externo dos hackers.