Ba thành phần chính của CPU là đơn vị logic số học, đơn vị điều khiển và bộ nhớ đệm. Các thành phần này được tích hợp với nhau như một bộ vi xử lý duy nhất được gắn trên bo mạch chủ của máy tính.
Đơn vị xử lý trung tâm chịu trách nhiệm xử lý các hướng dẫn được các chương trình và thiết bị đầu vào truyền cho nó. Khối logic số học xử lý các hàm số học và logic. Bộ phận điều khiển chịu trách nhiệm xử lý các lệnh đến từ bộ nhớ của máy tính và kích hoạt các thành phần khác của máy tính. Bộ nhớ đệm là bộ nhớ trong đó các lệnh được lưu trữ tạm thời.
Mặc dù CPU vẫn được sử dụng phổ biến, nhưng máy tính không còn yêu cầu chúng hoạt động nữa vì chúng có thể sử dụng song song nhiều bộ xử lý.
