每一方都有私有标量 d 和公开点 Q = d·G；双方计算 Z，即 d_A·Q_B = d_B·Q_A 的 x 坐标。Z 不是密钥：它要经过密钥派生函数处理，例如 HKDF（TLS 1.3）、SP 800-56C 的单步 KDF 或 Concat KDF（JOSE ECDH-ES）。NIST SP 800-56A Rev. 3 规定了这一原语以及各种方案变体（临时-临时、临时-静态等）。
接收方必须校验对端的点：在曲线上、不是无穷远点、位于正确的子群中（SP 800-56A §5.6.2.3）。跳过这一步会招致无效曲线攻击，只需几百次查询就能提取出静态私钥；2017年，多个 JOSE 库的 ECDH-ES 实现就遭到了这种攻击。X25519 的设计把这项检查简化为拒绝全零结果。
临时密钥（ECDHE）提供前向保密，也是 TLS 1.3 唯一使用的类型；接收方使用静态密钥的 ECDH 出现在 ECIES、JWE ECDH-ES 和 HPKE 中。常用的组有 secp256r1、secp384r1、x25519 和 x448。ECDH 和 ECDSA 共用曲线和密钥格式，但 SP 800-57 第 1 部分建议每个密钥只用于一种用途。NIST IR 8547（草案）提议在2035年之后禁止使用 ECDH；X25519MLKEM768 等混合方案是迁移路径。