Bộ xử lý lõi kép giúp máy tính phân phối khối lượng công việc hiệu quả hơn bộ xử lý lõi đơn, dẫn đến hiệu suất đa nhiệm tốt hơn. Máy tính cũng có thể tắt các lõi bộ xử lý không sử dụng để hoạt động hiệu quả hơn.
Khi bộ xử lý tăng tốc độ, chúng sinh ra nhiều nhiệt hơn và nhiều bộ xử lý chỉ có thể chạy đến một tốc độ nhất định trước khi chúng trở nên quá nóng để hoạt động bình thường. Bộ xử lý đa lõi cho phép đạt hiệu suất cao hơn bằng cách phân phối sức mạnh xử lý của chúng trên nhiều lõi. Điều này cũng cho phép các lõi riêng lẻ hoạt động ở tốc độ thấp hơn khi không cần sử dụng đầy đủ năng lượng, dẫn đến hiệu suất tốt hơn, ít nóng hơn và cải thiện tuổi thọ pin.
Bộ xử lý đa lõi cũng cho phép thiết bị cung cấp trải nghiệm mượt mà hơn. Ví dụ, điện thoại thông minh đa lõi có thể dành một bộ xử lý cho các tác vụ liên quan đến điện thoại. Điều này đảm bảo điện thoại có thể phản hồi nhanh các cuộc gọi điện thoại và các sự kiện khác trong thời gian thực ngay cả khi các lõi khác đang bận.
Tuy nhiên, không phải tất cả các ứng dụng đều được thiết kế để tận dụng nhiều bộ xử lý. Một chương trình chạy trên một luồng đơn chỉ có thể chạy trên một bộ xử lý duy nhất. Do đó, một hệ thống có bộ xử lý lõi kép với các lõi 2.0GHz có thể không phù hợp với hiệu suất của bộ xử lý 4.0GHz. Trong hầu hết các trường hợp, bộ xử lý không thể truy cập thông tin trên các bộ xử lý khác mà không lưu trữ thông tin đó vào RAM hoặc nơi khác trước.
