微處理器（或者說CPU）與操作系統(tǒng)配合工作，控制計算機的運行。它就像是計算機的大腦。CPU會產(chǎn)生大量熱量，所以臺式機通過空氣流通、風扇和散熱器（由底板、通道和散熱翅片組成的系統(tǒng)，用于帶走處理器產(chǎn)生的熱量）來冷卻各個部件的溫度。由于筆記本電腦內(nèi)部的空間很小，無法使用上述這些冷卻方法，因此它的CPU通常：

具有更低的運行電壓和時鐘頻率——這樣可減少產(chǎn)生的熱量，同時降低電力消耗，但是也會降低處理器的速度。此外，在插上外接電源時，大多數(shù)筆記本電腦會以較高的電壓和時鐘頻率運行，在使用電池時則使用較低的電壓和頻率。

不通過引腳的方式安裝到主板上——臺式機中的引腳和插座占據(jù)了大量的空間。在某些筆記本電腦主板中，處理器直接焊接到主板上，沒有使用插座。其他主板則使用Micro-FCBGA（翻轉(zhuǎn)芯片球形網(wǎng)陣），也就是使用球來代替引腳。這樣的設計可節(jié)省空間，但是在某些情況下也意味著不能將處理器從主板上拆下進行更換或升級。

也有部分筆記本電腦采用插座，以方便用戶日后升級，CPU后綴帶MQ的（比如I7 4710MQ）就是帶插座的。

具有睡眠或慢速運行模式——如果計算機處于空閑狀態(tài)或者處理器不需要快速運行，計算機和操作系統(tǒng)會相互配合來降低CPU的速度。AppleG4處理器還會確定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級來限度節(jié)省電池電量。

筆記本電腦通常有小型的風扇、散熱器、導熱片或?qū)峁?，幫助CPU排走熱量。一些更為高端的筆記本電腦型號甚至通過在沿著導熱管布置的通道中加注冷卻液來減少熱量。此外，大多數(shù)筆記本電腦的CPU都靠近機殼的邊緣。這樣，風扇可以將熱量直接吹到外部，而不是吹到其他部件上。