馮諾依曼計算機工作的基本原理是存儲程序和自動執行程序。50年代馮諾依曼提出了五大部件和存儲程序概念，計算機由輸入設備、存儲器、控制器、運算器、輸出設備組成，指令和數據可一起放在存儲器，程序按順序自動執行。

從20世紀初，物理學和電子學科學家們就在爭論製造可以進行數值計算的機器應該採用什麼樣的結構。人們被十進制這個人類習慣的計數方法所困擾。所以，那時以研製模擬計算機的唿聲更為響亮和有力。20世紀30年代中期，匈牙利科學家馮諾依曼大膽地提出，拋棄十進制，採用二進制作為數字計算機的數制基礎。同時，他還說預先編制計算程序，然後由計算機來按照人們事前製定的計算順序來執行數值計算工作。

馮·諾依曼計算機使用馮諾依曼體系機構的電子數字計算機。1945年6月，馮·諾依曼提出了在數字計算機內部的存儲器中存放程序的概念，這是所有現代電子計算機的模板，被稱為“馮·諾依曼結構”，按這一結構建造的電腦稱為存儲程序計算機，又稱為通用計算機。馮諾依曼理論的要點是：數字計算機的數制採用二進制；計算機應該按照程序順序執行。們把馮諾依曼的這個理論稱為馮諾依曼體系結構。從EDVAC到當前最先進的計算機都採用的是馮諾依曼體系結構。所以馮諾依曼是當之無愧的數字計算機之父。