Неразделна част от всеки компютър е централният процесор. Еволюцията на електрониката доведе до това, че съвременните процесори са изключително сложни устройства. Всеки от тях обаче съдържа части, които носят подобно функционално предназначение.
Основният компонент на всеки процесор е ядрото. Той съдържа всички функции за изпълнение на команди и обработка на данни, получени от RAM. Ядрото на процесора е най-сложният компонент, но структурата му може да бъде разделена на няколко независими единици, като устройства за вземане на проби и съхранение, блокове за прогнозиране, декодиране и изпълнение на инструкции.
Компонентите на ядрото на процесора, които отговарят за пълния цикъл на извличане и изпълнение на инструкции, се комбинират в тръбопроводи за подобряване на общата производителност. Съвременните процесори обикновено имат множество тръбопроводи.
Повечето операции с данни в процесора се извършват на аритметичната логическа единица. Самите данни (както първоначални, така и окончателни) се съхраняват в регистърния блок. Съществуват регистри с общо предназначение, предназначени главно за аритметични операции, сегментни регистри, участващи в адресирането, както и специални регистри, които влияят върху работата на процесора.
Математическият съпроцесор може да бъде отделен като отделна част от изчислителното ядро на процесора. Това е компонент, специално проектиран да ускори обработката на реалните числа. Първоначално копроцесорът е съществувал като отделен модул, но днес той е повсеместно интегриран в ядрото.
Важен компонент на съвременните процесори е единицата за предсказване на клонове. Позволява ви да започнете да декодирате последователност от команди на един от конвейерите, дори преди командата за скок да бъде изпълнена на другия. Въвеждането на тази технология направи възможно значително увеличаване на производителността.
Почти всички съвременни процесори съдържат известно количество кеш памет. Кешът служи за минимизиране на броя обаждания към RAM, които са изключително бавни в сравнение със скоростта на обработка в процесора. Обикновено кешът е разделен на няколко нива. Кешът от първо ниво е най-бързият, но и най-малкият по размер. Той е разположен върху същия кристал като ядрото. Кешовете от по-високо ниво съдържат повече данни, но са по-бавни.
