프로그램의 명령을 수행하여 다양한 입력 장치로부터 데이터를 받아서 기억장치와 연계하여 처리한 후 출력 장치로 보내는 모든 과정을 제어하고 연산하는 장치.

중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터의 가장 중요한 부분으로 연산과 제어회로가 포함되어 있다. 컴퓨터 시스템에서 데이터는 입력 장치를 통해 입력되어 주기억 장치로 저장된다. 중앙 처리 장치는 주기억 장치에 저장된 데이터를 처리하여 출력장치로 결과를 출력한다.

마이크로프로세서(microprocessor)는 중앙 처리 장치를 한 개의 칩으로 구현한 것으로 일반적으로 PC, 소형 컴퓨터, 전자제품 및 모바일 기기의 중앙 처리 장치로 사용된다. 통상 16비트, 32비트, 64비트 컴퓨터라고 부르는 것은 마이크로프로세서에서 처리하는 데이터의 크기를 의미한다.
중앙 처리 장치는 인텔사가 만든 80286, 80386, 80486, 펜티엄, 펜티엄2, 펜티엄3, 펜티엄4, 코어2, 코어i3, 코어i5, 코어i7, 코어i9, Xeon 등이 있고 AMD사가 만든 애슬론, 애슬론64, 옵테론, 튜리온64, 샘프론, 듀론, 페넘, 라이젠 등이 있다. 또한 삼성 엑시노스, 퀄컴 스냅드래곤, 애플 M1칩 등의 AP(Application Processor)에서 사용되는 ARM 계열 CPU도 있다. 그밖에 DEC의 알파(alpha), 모토롤라의 파워피시(PowerPC), 썬마이크로시스템의 울트라스팍(UltraSPARC) 등이 있다.

중앙 처리 장치는 산술 논리 연산 장치(ALU: Arithmetic and Logic Unit), 제어장치(Control Unit)와 레지스터(register)로 구성된다.
- 산술 논리 연산 장치(ALU: Arithmetic and Logic Unit): 데이터를 처리하고 계산하는 장치. 컴퓨터 시스템의 중앙 처리 장치(CPU)를 구성하는 핵심 부분의 하나로, 산술 연산과 논리 연산을 수행하는 회로의 집합이다.
- 제어 장치(control unit): 데이터의 연산을 차례대로 실행하기 위해 기억 장치, 연산 장치, 입출력 장치에 제어 신호를 보내고, 이들 장치로부터 신호를 받아 다음에 처리해야 할 작업들을 제어하는 장치. 프로그램을 제어하려면 인출 주기(fetch cycle)와 명령 실행 주기(execution cycle)의 두 단계를 거쳐야 한다. 인출 주기는 기억장치의 명령어를 호출하여 명령어 레지스터에 저장하는 단계이고, 명령 실행 주기는 명령어를 해독하여 실행하는 과정이다.
- 레지스터(register): 산술적/논리적 연산이나 정보 해석, 전송 등을 할 수 있는 일정 길이의 정보를 저장하는 중앙 처리 장치(CPU) 내의 고속의 기억 장치.