組成cpu的主要部件是控制器和運算器。CPU包含運算邏輯部件、暫存器部件和控制部件等，並具有處理指令、執行操作、控制時間、處理資料等功能。其自產生以來，在邏輯結構、執行效率以及功能外延上取得了巨大發展。

控制器（英文名稱：controller）是指按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。由程式計數器、指令暫存器、指令譯碼器、時序產生器和操作控制器組成，它是釋出命令的“決策機構”，即完成協調和指揮整個計算機系統的操作。

運算器（arithmetic unit）是計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的處理物件是資料，所以資料長度和計算機資料表示方法對運算器的效能影響極大。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。實現運算器的操作，特別是四則運算，必須選擇合理的運算方法。