Xử lý thời gian thực, hoặc tính toán thời gian thực, là thuật ngữ được sử dụng cho một hệ thống xử lý cần được hoàn thiện trong một khung thời gian cố định. Xử lý thời gian thực không nhất thiết phải nhanh trong các hệ thống như đèn giao thông, nơi có thời gian ấn định giữa mỗi chỉ dẫn.
Trong bộ phận điều khiển động cơ của ô tô, hệ thống phải nhanh để tính đến tất cả các biến tại một thời điểm cụ thể và phản ứng một cách thích hợp. Miễn là hệ thống có đủ thời gian để xử lý đầu vào và sau đó đưa ra kết quả đầu ra phù hợp, nó có thể được coi là hệ thống thời gian thực.
