CPU（中央處理器）是計算機的核心組件，負責執行存儲的指令序列，即程式。它的基本工作原理可以概括為以下幾個階段：
取指令階段：CPU從主存儲器中取出一條指令到指令暫存器。程式計數器（PC）中的數值用來指示當前指令的位置，並在取出指令後根據指令長度自動遞增。
指令解碼階段：指令解碼器對取回的指令進行拆分和解釋，識別和區分不同的指令類別以及獲取運算元的方法。在組合邏輯控制的計算機中，指令解碼器產生不同的控制電位以形成微操作序列；在微程式控制的計算機中，指令解碼器找到執行該指令的微程式的入口並開始執行。
執行指令階段：CPU的不同部分被連線起來以執行指令規定的操作，例如算術邏輯單元（ALU）執行加法運算。
訪存取數階段：如果指令需要運算元，CPU會訪問主存儲器讀取運算元。
結果寫回階段：執行完指令後，將結果寫回到暫存器或主存儲器中。
幾乎所有的馮·諾伊曼型計算機的CPU工作都可以分為這五個階段，形成一個不斷的循環，除非遇到停機指令，否則這個循環將一直進行下去。CPU的功能主要是解釋計算機指令以及處理數據，它由運算器、控制器和暫存器構成，並通過匯流排實現它們之間的聯繫。