Mikroişlemci veya işlemci (bazen kısaltma olarak µP kullanılır) ana işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümdevrede bulunan (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir. Mikroişlemci, ana işlem birimindeki kelime boyutunun (word size) 32 bit ten 4 bit e düşürülmesi sonucu ortaya çıkmıştır. Bu sayede ana işlem biriminin mantıksal devrelerinin transistörleri tek bir parçaya sığdırılmıştır. Bir veya birden çok mikroişlemci, tipik olarak bir bilgisayar sisteminde, gömülü sistemde ya da bir mobil cihazda ana işlem birimi olarak görev alır.

1970’lerin ortaları gibi mikroişlemciler, mikrobilgisayarların doğuşunu sağlamıştır. Bundan önce, sıradan olarak elektronik ana işlem birimleri, sadece birkaç transistöre eşdeğer büyük, ayrık anahtarlama (switching) aygıtları (daha sonra small-scale tümdevreler) kullanılarak yapılıyordu. İşlemciyi, bir ya da birkaç large-scale tümdevre (binlerce veya milyonlarca ayrık transistörün eşdeğeri) içine gömmekle işlemci gücü fiyatı büyük ölçüde düşürüldü. 1970’lerin ortalarında tümdevrelerin doğuşuyla mikroişlemci, diğer bütün türleri değiştirip, ana işlem biriminin yapımında en yaygın yol oldu.

Performansı yıllar boyunca sürekli artar. Mikroişlemcilerin evrimi ise Moore Kanunu’na uyar. Bu kanun bir tümdevrenin karmaşıklığının, en düşük bileşen maliyetine göre her 24 ayda iki katına çıktığını söyler. Bu görüşün doğruluğu 1970’lerin başından beri kanıtlanmıştır. Hesap makineleri için sürücü olarak başladıkları alçakgönüllü yolculukta, güçlerindeki sürekli artış, mikroişlemcilerin diğer bilgisayar biçimleri arasında dominant olmasını sağladı. Günümüzde, en büyük ana bilgisayarlardan, en küçük el bilgisayarlarına kadar her sistem çekirdeğinde mikroişlemci kullanılmaktadır.