一般都由一片超大规模组成。
它主要包括运算部分、控制部分及寄存器等，担负着微型计算机各功能部件的控制任务，完成规定的运算和操作。因此，它是整个微型计算机的核心。
下图是微处理器内部结构框图，对各部分简述如下：
(1)运算部分
运算部分由算述逻辑单元(ALU)、累加器、标志寄存器等组成。ALU的核心部分是一个加法器，运算结果通过内部数据I2C总线送累加器，或者送往有关寄存器及内存单元、输出设备等。ALU的运算，除包括加、减、乘、除的算术运算外，还可以进行逻辑运算（与、或、非运算等）。
累加器能从内部数据I2C总线接收数据，也可向数据12C总线发送数据，或将数据锁存起来，供ALU使用。
标志寄存器用于存放运算结果特征标志。如运算结果产生进位，则进位标志置l，否则置0；运算结果为零，则零标志置1，不为零时置0。
(2)控制部分
控制部分主要包括：指令寄存器、指令译码器、控制单元PLA（含定时和时序信号）。它是产生各种时序与控制信号的部件。
指令寄存器的作用是暂时存放从内存中取出的计算机将要执行的指令。指令以代码形式，按一定的顺序事先存放在内存单元里，执行时逐条取出送往指令寄存器。指令译码器将二进制代码的指令翻译成相应的操作信号。控制单元PLA根据指令译码后的结果产生各种相应的时序和控制电位，送往计算机的有关部件，以控制各部件按指令的要求完成相应的操作功能。
(3)各类寄存器
包括通用和专用寄存器，地址寄存器、数据寄存器等。通用寄存器（如数据寄存器）主要用来存放参加运算的数据和中间结果。
专用寄存器，如程序计数器，用于存放程序在内存中的地址；堆栈指针S，用来指示堆栈的栈顶地址，使某部件中断前后工作有条不紊。
