CPU速度，或计算机中中央处理单元的速度，本质上是计算机可以执行计算的速度，这些计算是通过加载到易失性随机存取存储器（RAM）中的软件程序指令提供给它的。处理器速度受内置在处理器中的晶体管数量、与其他处理器的并行连接、总线从CPU向内存来回传输数据的能力以及其他硬件规格的限制。大多数CPU也有自己的内存寄存器，用于在本地执行核心计算，而无需通过总线将它们传输到另一个硬件组件并返回。

当前系统上的计算机处理器能够以如此快的速度运行，以至于大多数个人计算机的性能限制更多地与总线容量瓶颈联系在一起。可用RAM的数量和访问系统的软件的设计也比实际CPU性能本身更为关键。CPU设计中的多线程能力是另一个关键的速度因素，它是CPU在CPU上共享执行环境中执行多个任务的能力，因此在程序操作期间必须从内存中存储和检索的信息较少。

业余爱好者通常会通过超频设备来改变CPU上的时钟速度。决定计算机上CPU速度的部分因素是其时钟速率，或时钟速度，它是CPU执行一条指令所需的基于计算机内部时钟的时钟周期数。如果一个CPU被计时，那么相同的CPU可以有非常不同的性能速率，例如，在10个周期内将两个数字相加，而另一个CPU在2个时钟周期内执行相同的计算。

虽然超频计算机的CPU将使其与总线速度不同步，但它可以大大提高使用新总线体系结构增强的旧系统的CPU性能。然而，较新的处理器不会从时钟速度的变化中受益，因为它们的运行水平已经远远高于总线和计算机内存所能处理的水平。CPU速度在数千兆赫范围内，每秒执行数十亿次计算。因此，2.4千兆赫兹的CPU每秒可以运行24亿次计算，而典型的32位或64位外围组件互连（PCI）总线将在每秒127–508兆字节（百万字节）的范围内运行。

CPU速度的另一个限制因素，无论是否超频，涉及到整个计算机系统从处理器散热的能力，因为在金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）CPU设计中，增加的热量会为电信号的传输产生热屏障。更快的处理器需要更高功率的电源，这意味着产生更多的热量。散热器作为微型散热器安装在处理器表面，通过传导散热，计算机外壳内的风扇系统也通过对流将热量带走。

在一台计算机上并行运行多个处理器以共享数据计算现在是大多数计算机提高CPU速度的常用方法。在先进的系统上，还涉及液体冷却，以使CPU保持在稳定的温度设置。非常先进的超级计算机使用数千个并行运行的处理器，并用液氮或液氦冷却至-452华氏度（-269摄氏度）左右，时钟速度达到500千兆赫兹以上，或每秒5000亿次计算。