Puede contener una o más unidades centrales de procesamiento (CPU) constituidas, esencialmente, por registros, una unidad de
control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante (conocida antiguamente como «coprocesador
matemático»).
El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente
para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración que consta de un disipador de calor, fabricado
de algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el exceso del
calor absorbido por el disipador. Entre el disipador y la cápsula del microprocesador usualmente se coloca pasta térmica para
mejorar la conductividad del calor. Existen otros métodos más eficaces, como la refrigeración líquida o el uso de células peltier
para refrigeración extrema, aunque estas técnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las
prácticas de overclocking.
La medición del rendimiento de un microprocesador es una tarea compleja, dado que existen diferentes tipos de "cargas" que
pueden ser procesadas con diferente efectividad por procesadores de la misma gama. Una métrica del rendimiento es la frecuencia
de reloj que permite comparar procesadores con núcleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado dada la gran
variedad de diseños con los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca y referencia. Un sistema informático de
alto rendimiento puede estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, y un microprocesador puede, a su vez,
estar constituido por varios núcleos físicos o lógicos. Un núcleo físico se refiere a una porción interna del microprocesador casi-
independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un núcleo lógico es la simulación de un núcleo físico a fin de
repartir de manera más eficiente el procesamiento. Existe una tendencia de integrar el mayor número de elementos dentro del
propio procesador, aumentando así la eficiencia energética y la miniaturización. Entre los elementos integrados están las unidades
de punto flotante, controladores de la memoria RAM, controladores de buses y procesadores dedicados de vídeo.