A CPU-k 3 fő részegységből állnak:

• Regiszterek
• Aritmetikai logikai egység (ALU)
• vezérlő egység

A regiszterek a mikroprocesszorban az adatok átmeneti tárolására szolgáló egységek. A regisztereknek általában létezik az adatok átmeneti tárolásán felül speciális funkciója is. Ezek a regiszterekhez rendelt másodlagos funkciók nagymértékben megkönnyítik a programozók dolgát.
Speciális funkcióval ellátott regiszterek: Akkumulátor Az ALU részét képező regiszter. Nagyon fontos szerepe van az aritmetikai logikai folyamatokban, hiszen az egyik fő funkciója az, hogy az aritmetikai logikai műveletek eredménye itt képződik. Ezenkívül az aritmetikai logikai műveletek egyik operandusa is itt foglal helyet. Az akkumulátor második funkciója, hogy a memória és i/o műveletek során a CPU-ban megjelenő adatok ide érkeznek illetve innen kerülnek a rendszer részegységeihez, a címregiszterek által meghatározott pozícióba (címre). címregiszterek Ezekben a regiszterekben helyezkedik el az akkumulátor által eltárolt adatok címe, azaz hogy az adatok beírás, illetve kiküldése mely címről, címre történjen. Státusz regiszter (SR) Ez a regiszter az akkumulátor állapotát figyeli. Mivel az aritmetikai logikai műveletek eredménye az akkumulátorban helyezkedik, el ezért azt is mondhatjuk, hogy a státusz regiszter bitjei az aritmetikai logikai műveletek eredményét mutatja. A státusz regiszter bitjei (flagek):

• Signum (S) ha az eredmény negatív a bit értéke 1
• Paritás(P) ha az eredmény páros a bit értéke 1
• Zérus (Z) ha az eredmény nulla a bit értéke 1
• Carry (C) ha az eredmény túlcsordul a bit értéke 1
• Halfcarry (Hc) ha a középső biteknél átvitel történik a bit értéke 1

A modernebb mikroprocesszorokban, egyéb jelzőbitek is szerepelnek, megszakítás engedélyezés, memória írás irány hibakereső "trap" üzemmód beállítása egyebek között
Program vezérlő regiszterek:
Utasítás regiszter (IR) Az utasítások lehívásakor a program utasítások az utasításregiszterbe kerülnek, majd innen kerülnek további feldolgozásra. A CPU belsejében fut egy úgynevezett mikroprogram, amely az utasításnak megfelelő teendőt egy táblázatból kikeresi és utasítást ad a vezérlő egységnek annak értelmében a végrehajtásra
Program számláló(PC) A programszámláló minden egyes utasítás lehíváskor növeli egyel az értékét. Ebből tudja a rendszer, hogy a programvégrehajtás folyamata éppen hol tart. Ha egy megszakítás végrehajtás kérés érkezik a programszámláló növeli egyel az értékét és a tartalma elmentésre kerül a verem memóriába. Amikor a megszakítási folyamat befejeződik a verem tartalma visszatöltődik a program számláló regiszterbe, és az aktuális pozícióból folytatódik a programvégrehajtás
Veremtár mutató (SP) A stack LIFO (Last in first out)típusú memória. Azaz az utoljára bekerült adat kerül kiolvasásra hamarabb. Szokás zsákmemóriának is evezni. A veremtár mutató (stack pointer) jelöli az utoljára bekerült adat címét. A veremtár a megszakítások, alprogramok helyes végrehajtásának elősegítésére szolgál. Program számláló tartalmának elmentése például az egyik feladata. Könnyen belátható, hogy a veremtár segítségével a szubrutinok hatékonyan egymásba ágyazhatók.
Memória kezelő regiszterek:
Szegmens regiszterek Érdemes a memóriát funkciók szerint területekre bontani A szegmensek kezdő címét eltárolni. Ilyenkor a meghatározott célú memóriaterületben történő adatelérés sokkal gyorsabb, hiszen a bázis címhez (amit a szegmens regiszterekben tárolunk el) képesti eltolás értékét kell csupán megadni. Szemléletes példa.: Melyik a könnyebb? Egy könyvben megkeresni az 5436. karaktert, vagy pedig a 25. oldal (szegmensben eltárolt bázis cím) 16. karakterét (eltolás, vagy relatív cím).
Négy szegmenst különböztetünk meg: kódszegmens, adatszegmens, stack szegmens és extra szegmens (egyéb járulékos memóriaterületet határoz meg)
Index regiszterek
Az index regiszterek segítségével nagy mennyiségű adatot lehet például mozgatni a memóriában. Megadjuk a memória forrásterületének kezdő címét (source index SI) és definiáljuk a cél memóriaterületet (destenation index DI)
Árnyékregiszterek Néhány mikroprocesszornál a regiszterek többszörözésére szolgálnak

Aritmetikai logikai egység (ALU): A mikroprocesszor alapvetően számítási és logikai műveleteket végez. Ezeket a műveleteket a regiszterek adatai alapján hajtja végre.

A CPU vezérlő egysége irányítja a számítógép működését. ACPU vezérlő egysége belső mikroprogram alapján dolgozza fel a programokat és az adatokat, majd az eredmények alapján adja ki a vezérlő jeleket. A vezérlő egység részét képezi a rendszerütemező Timer is.

)

dátum	típus	megjegyzés
1971.	Intel 4004	(4 bites, 1 MHz)
1974. június	Intel 8080	(8 bites, 2,5 MHz)
1979.	XT 8088	(8/16 bites, 4,77 MHz) Z80
1979.	AT 8086	(16 bites, 8-10 MHz)
1982. március	AT 80186	(nem építették számítógépbe, nagyon jó a megszakításrendszere)
1982. december	AT 80286	(16 bites, 16 MHz)
1985. október	AT 80386
1988.	SX	(16/32 bites)
	DX	(valódi 386-os, 32 bites, 40 MHz)
1989. április	AT 80486	(cache memória, belső kompresszor, hűtés)
1991.	SX
	DX ("valódi" 486, 32 bites, 100 MHz)
DLC	(nincs kompresszor)
1992.	DX2	(66 MHz - hez kellett már hűtés, kifelé 33 MHz-es)
1993. április	DX4
1993. március	PentiumŽ	(32 bites, 60-166 MHz) (pipeline-struktúra 1990)
1995. november	Pentium Pro
1997. május	Pentium II.	(32 bites, több független párhuzamos végrehajtóegységet tartalmaz, 400 MHz, új tokozás)
1997.	Pentium MMX	(új multimédiás utasítás készlet)
1997. évvége	Cyrix 5*86, 6*86, M1, M2 AMD 5K86, K6,
1999.	PIII	(32 bites, 1 GHz, még precízebb párhuzamosítás
	Celeron	("csökkentett" képességű)
2002.	PIV	(32/64 bites, 3 GHz, HT- technológia- többszálú feldolgozás, többmagos processzor)

Modern mikroprocesszorok

Pentium 4, Pentium D
Core 2 Duo - kétmagos, rendkívül jó ár/érték mutatójú, nagy teljesítményű processzor, LGA775 foglalatba illeszkednek.
Core 2 Quad - Otthoni gépekbe szánt négymagos processzor, LGA775 foglalatba illeszkedik
Xeon - szerverprocesszor, LGA771, illetve Socket 603 foglalatba illeszkednek
Core I5 - A legújabb 4 magos Intel CPU, LGA1156-os foglalatba illeszkedik. (750)
Core I7 - A jelenlegi csúcskategória, LGA1366-os foglalatba illeszkedik. (920,940,980)
Quad-Core Xeon - négymagos processzor, csak kevés alkalmazás tudja kihasználni a négy magban rejlő előnyt, LGA775/LGA771 foglalatba illeszkednek

A 70-es évek népszerű mikroprocesszora. Evolúciós zsákutca volt, mert nem volt lehetséges a tovább fejlődése. Ipari folyamatirányító rendszerekben és mikroszámítógépek központi egységeként alkalmazták elterjedten. Viszonylagos egyszerű felépítése miatt nagyon jól tanulmányozható és megérthető a mikroprocesszorok működésének elvei.

16 bites mikroprocesszor, mely a maga korában nagyszerű teljesítményt nyújtott. Forradalmi szegmentált címzés rendszere, bővített utasításkészlete új utat nyitott a mikroprocesszorok fejlődésében. Az I 8086 képezte a nagysikerű IBM PC alapját.