控制计算机运行的核心部件是中央处理器，通常称作CPU(Central Processing Unit)。
CPU的主要功能是控制计算机运行存储在主存储器中的程序，完成人们对问题的求解工作。求解问题的程序由一条条指令组成。CPU的任务是控制着机器到主存中取出指令，根据指令功能执行该指令，然后，再取出下一条指令执行，循环往复，直到执行停机指令，则停止机器的运行。
为了使CPU能够控制整个计算机的运行，要求CPU具有程序控制功能、数据处理功能及操作定序功能。程序控制功能主要是指机器在执行程序时，严格按照程序中各指令所规定的顺序执行指令，以此控制着机器的正确运行。数据处理功能主要按照指令的要求，对相应的数据进行算术运算及逻辑运算，以实现对问题的求解。操作定序功能主要实现对控制机器正确运行所需的各种微操作控制信号的定序，即：在相应的时刻，发出相应的控制命令，以此控制着机器各部件按照指令的要求正确工作。
冯•诺依曼结构的计算机由五大部件组成：输入设备、输出设备、控制器、运算器及存储器。传统机器的CPU由控制器和运算器组成；由CPU和主存构成主机。随着中央处理器设计技术的不断发展，目前机器的CPU内部组成逐渐变得更加复杂。CPU发展到由算数逻辑运算部件（ALU）、控制部件（CU）、高速缓冲存储器（Cache）及中断系统等基本部件组成。在CPU的设计中采用了流水线技术、多核技术等一些先进的设计技术。