Neoddeliteľnou súčasťou každého počítača je centrálna procesorová jednotka. Vývoj elektroniky vyústil do toho, že moderné procesory sú mimoriadne zložitými zariadeniami. Každý z nich však obsahuje diely, ktoré majú podobný funkčný účel.
Jadro každého procesora je jadro. Obsahuje všetky funkcie vykonávania príkazov a spracovania údajov prijatých z RAM. Jadro procesora je najkomplexnejším komponentom, ale jeho štruktúru je možné rozdeliť na niekoľko nezávislých jednotiek, napríklad na zariadenia na vzorkovanie a ukladanie, predikčné vetvy, dekódovanie a jednotky na vykonávanie inštrukcií.
Komponenty jadra procesora, ktoré sú zodpovedné za celý cyklus načítania a vykonávania pokynov, sa kvôli zlepšeniu celkového výkonu kombinujú do potrubí. Moderné procesory majú zvyčajne viac potrubí.
Väčšina dátových operácií v procesore sa vykonáva na aritmetickej logickej jednotke. Samotné údaje (počiatočné aj konečné) sú uložené v registrovom bloku. Existujú univerzálne registre určené hlavne pre aritmetické operácie, segmentové registre zapojené do adresovania, ako aj špeciálne registre, ktoré ovplyvňujú činnosť procesora.
Matematický koprocesor je možné vyčleniť ako samostatnú súčasť výpočtového jadra procesora. Toto je komponent špeciálne navrhnutý na urýchlenie spracovania reálnych čísel. Koprocesor pôvodne existoval ako samostatný modul, dnes je však všadeprítomne integrovaný do jadra.
Dôležitou súčasťou moderných procesorov je jednotka predikcie vetiev. Umožňuje vám začať dekódovať postupnosť príkazov na jednom z potrubí ešte predtým, ako sa na druhom vykoná príkaz skoku. Zavedenie tejto technológie umožnilo výrazne zvýšiť výkon.
Takmer všetky moderné procesory obsahujú určité množstvo pamäte cache. Cache slúži na minimalizáciu počtu hovorov do RAM, ktoré sú extrémne pomalé v porovnaní s rýchlosťou spracovania vo vnútri procesora. Cache je zvyčajne rozdelená do niekoľkých úrovní. Cache prvej úrovne je najrýchlejšia, ale zároveň najmenšia veľkosť. Nachádza sa na rovnakom kryštáli ako jadro. Do vyrovnávacích pamätí vyššej úrovne sa zmestí viac údajov, sú však pomalšie.
