 CPU đóng vai trò chủ đạo trong hệ vi xử lý, nó quản lý tất cả các hoạt động của hệ và thực hiện tất cả các thao tác trên dữ liệu.  CPU là một vi mạch điện tử có độ tích hợp ca. Khi hoạt động CPU đọc mã lệnh được ghi dưới dạng cácbit 0 và bit 1 từ bộ nhớ, sau đó nó sẽ thực hiện giải mã các lệnh này thành các dãy xung điều khiển tương ứng với các thao tác trong lệnh để điều khiển cáckhối khác thực hiện từng bước các thao tác đóvà từ đó tạo ra các xung điều khiển cho toàn hệ.  IR/IP (Instruction Register/Intruction Pointer): thanh ghi lệnh/con trỏ lệnh.  PC (Program Counter): bộ đếm chươngtrình.  Instruction decode and control unit: đơn vị giải mã lệnh và điều khiển.  ALU (arithmetic and Logic Unit): đơn vị số học và logic.  Registers: Các thanh ghi.  Khi hoạt động CPU sẽ thực hiện liên tục 2 thao tác: tìm nạp lệnh và giãi mã – thực hiện lệnh.