Sestavni del katerega koli računalnika je osrednja procesna enota. Razvoj elektronike je povzročil, da so sodobni procesorji izjemno zapletene naprave. Vsak od njih pa vsebuje dele, ki imajo podoben funkcionalni namen.
Jedrna komponenta katerega koli procesorja je jedro. Vsebuje vse funkcije izvrševanja ukazov in obdelave podatkov, prejetih iz RAM-a. Procesorsko jedro je najbolj zapletena komponenta, vendar je njegovo strukturo mogoče razdeliti na več neodvisnih enot, kot so naprave za vzorčenje in shranjevanje, enote za predvidevanje vej, dekodiranje in izvajanje ukazov.
Sestavni deli procesorskega jedra, ki so odgovorni za celoten cikel pridobivanja in izvrševanja navodil, so združeni v cevovode za izboljšanje splošne učinkovitosti. Sodobni procesorji imajo običajno več cevovodov.
Večina podatkovnih operacij v procesorju se izvaja na aritmetični logični enoti. Podatki (začetni in končni) so shranjeni v registrskem bloku. Obstajajo registri za splošno uporabo, namenjeni predvsem aritmetičnim operacijam, segmentirani registri, ki sodelujejo pri naslavljanju, pa tudi posebni registri, ki vplivajo na delovanje procesorja.
Kot ločen del računalniškega jedra procesorja lahko izločimo matematični koprocesor. To je komponenta, posebej zasnovana za pospešitev obdelave realnih števil. Koprocesor je prvotno obstajal kot ločen modul, danes pa je povsod integriran v jedro.
Pomemben sestavni del sodobnih procesorjev je enota za napovedovanje vej. Omogoča vam, da začnete dekodirati zaporedje ukazov na enem od cevovodov, še preden se na drugem izvede ukaz za skok. Uvedba te tehnologije je omogočila znatno povečanje zmogljivosti.
Skoraj vsi sodobni procesorji vsebujejo nekaj začasnega pomnilnika. Predpomnilnik služi za zmanjšanje števila klicev v RAM, ki so izjemno počasni v primerjavi s hitrostjo obdelave znotraj procesorja. Običajno je predpomnilnik razdeljen na več ravni. Predpomnilnik prve stopnje je najhitrejši, a hkrati tudi najmanjši. Nahaja se na istem kristalu kot jedro. Predpomnilniki višje stopnje vsebujejo več podatkov, vendar so počasnejši.
