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CPU的思想灵魂——指令集CPU的性能可以用工作频率来表现，而CPU的强大功能则依赖于指令系统。新一代CPU产品中，或多或少都需要增加新指令，以增强CPU系统功能。指令系统决定了一个CPU能够运行什么样的程序，因此，一般来说，指令越多，CPU功能越强大。目前主流的CPU指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2及AMD的3D Now扩展指令集。
集成电路（integrated circuit，港台称之为积体电路）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中元件在结构上已组成一个整体，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高性方面迈进了一大步。 它在电路中用字母“ic”（也有用文字符号“n”等）表示。
制造工艺，也称为“制程宽度”。是在制作CPU核心时，核心上基本的功能单元CMOS电路的宽度。在CPU的制造工艺中，一般都是用微米来衡量加工精度。从上世纪70年代早期的10微米线宽一直到目前采用的0.13微米线宽，CPU的制造工艺都在不断地进步。制作工艺的提高，意味着CPU的体积将更小，集成度更高，耗电更少。封装是指安装CPU集成电路芯片用的外壳。封装不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强散热功能的作用，而且还是沟通芯片内部与外部电路的桥梁。芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、PQFP、PGA、BGA到FC-PGA，技术一代比一代（图6、7）。目前封装技术适用的芯片频率越来越高，散热性能越来越好，引脚数增多，引脚间距减小，重量减小，性也越来越高。
集成电路对于离散晶体管有两个主要优势:成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。2006年，芯片面积从几平方毫米到350 mm²，每mm²可以达到一百万个晶体管。
数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成(SSI)电路、中规模集成(MSI)电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成ULSI)电路。小规模集成电路包含的门电路在10个以内，或元器件数不超过100个；中规模集成电路包含的门电路在10-100个之间，或元器件数在100-1000个之间；大规模集成电路包含的门电路在100个以上，或元器件数在10-10个之间；超大规模集成电路包含的门电路在1万个以上，或元器件数在10-10之间；特大规模集成电路的元器件数在10-10之间。它包括:基本逻辑门、触发器、寄存器、译码器、驱动器、计数器、整形电路、可编程逻辑器件、微处理器、单片机、DSP等。