É composto de três partes principais: a Unidade Central de Processamento − UCP, a memória e os dispositivos de E/S. Estas partes se encontram conectadas pelos barramentos. O funcionamento do computador se resume ao seguinte: a cada ciclo, o computador carrega instruções e dados da memória, instruções são executadas, seus resultados armazenados e a instrução seguinte é carregada.

Os dispositivos de E/S definem como o computador recebe informação do mundo exterior e como ele devolve informação para o mundo exterior. Teclados, mouses, scanners, microfones e câmeras são dispositivos comuns de entrada enquanto monitores e impressoras são dispositivos comuns de saída. Discos rígidos e placas de rede, que permitem conexões entre computadores, podem atuar como dispositivos tanto de entrada quanto de saída.

A Unidade de Controle − UC, componente da UCP, é responsável por buscar instruções e dados da memória, decodificar as instruções, alimentar a ULA com as entradas corretas de acordo com as instruções e enviar os resultados de volta à memória ou aos dispositivos de saída.

Um componente chave do sistema de controle da UCP é o registrador Program Counter − PC ou contador de programa, que mantém o endereço da instrução corrente e que, tipicamente, é incrementado cada vez que uma instrução é executada, a não ser que a própria instrução corrente indique onde se encontra a próxima instrução.

A Unidade Lógico-Aritmética − ULA, componente da Unidade de Controle − UC, é capaz de realizar apenas dois tipos de operações: operações aritméticas, como somas e subtrações, e operações booleanas, como comparações. Possui importantes registradores como o Instruction Register − IR, ou registrador de instrução, que contém a instrução que está sendo executada no momento.