CPU是可編程控制器的控制中樞，相當于人的大腦。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成的芯片上。CPU通過地址總線、數據總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有：它在系統監控程序的控制下工作，通過掃描方式，將外部輸入信號的狀態寫入輸入映象寄存區域，PLC進入運行狀態后，從存儲器逐條讀取用戶指令，按指令規定的任務進行數據的傳送、邏輯運算、算術運算等，然后將結果送到輸出映像寄存區域。
       CPU常用的微處理器有通用型微處理器、單片機和位片式計算機等。通用型微處理器常見的如In公司的8086、80186、到Pentium系列芯片，單片機型的微處理器如In公司的MCS-96系列單片機，位片式微處理器如AMD 2900系列的微處理器。小型PLC 的CPU多采用單片機或CPU，中型PLC的CPU大多采用16位微處理器或單片機，大型PLC的CPU多用高速位片式處理器，具有高速處理能力。