복수의 연산 기기를 병렬로 작동시킴으로써 프로세스를 고속화하는 기술. 정수 연산기와 부동 소수점 가산기/승산기를 동시에 작동시키는 것이 많다. 복수의 파이프라인을 가지고 명령열에서 병렬로 실행될 수 있는 명령을 검출하여 각각의 파이프라인에 할당하여 처리시킨다. 병렬화는 일반적으로 명령 실행 단계에서 행해지지만, 컴파일할 때 행하는 것도 있다. 이전에는 대형 컴퓨터에서 사용되었으나, 최근에는 초고속의 축소 명령 집합 컴퓨터(RISC)형의 프로세스에서도 채용되기 시작하였다. 슈퍼스칼라형의 RISC 프로세스로는 미국 인텔사의 i960CA, IBM사의 RS/6000 등이 있다. CISC 프로세스에도 슈퍼스칼라 구조를 채택하는 인텔사의 펜티엄(Pentium) 프로세스 등이 있다.