中央處理器常被直接稱為CPU，是計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終單元。通常來講，CPU由運算器部件和控制器部件組成。
運算器部件由算術邏輯單元、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等組成。它的核心是算術邏輯單元，由算術部分與邏輯部分組成。算術部分的功能是執行加、減、乘、除等算術運算；邏輯部分的功能是執行比較、選擇、匹配以及合并數據等邏輯運算。
控制器由程序狀態寄存器、系統狀態寄存器、程序計數器、指令寄存器等組成，其作為“決策機構”，主要任務就是發布命令，發揮著對整個計算機系統操作的協調與指揮作用。控制器在工作時，按照預定順序通過改變主電路或控制電路的接線，或者改變電路中電阻值，進而控制電動機的啟動、調速、制動與反向，保證CPU其他部件平穩運行。
CPU是通過在單個計算機芯片上放置數十億個微型晶體管而構建起來的，這些晶體管使得CPU能夠進行所需的計算，以運行存儲在系統內存中的程序。這些晶體管實際上是可以開啟或關閉的微型“門”，傳遞1或0的信息，再轉換成使用者用此設備做的任何事情：如發送郵件、觀看視頻等。
CPU出現于大規模集成電路時代，處理器架構設計的迭代更新以及集成電路工藝的不斷提升促使其不斷發展完善。從最初專用于數學計算到廣泛應用于通用計算，從4位到8位、16位、32位處理器，最后到64位處理器，從各廠商互不兼容到不同指令集架構規范的出現，小到個人電腦的更新換代，大到各種超算平臺的層出不窮，CPU正以肉眼可見的速度改變著我們的生產生活。