控制单元（Control Unit），有时为CPU一部分，有时安装于CPU外部，负责指挥CPU工作。通过该设备的运行来控制其他设备的活动，也被视作有限状态自动机的一种。

CPU的控制单元曾经只被当成暂时性的通路，其设计十分困难。目前的控制单元多采用被包含于存储控制器的微程序加工制造。工作时由微型定序器选定微程序代码，其各字节即负责控制计算机的各个部分。诸如寄存器，算术逻辑单元，指令寄存器，总线，甚至芯片外部的输入输出均在其掌控之中。在当前的计算机中，各子系统分别拥有隶属于控制单元的控制器，由这些控制器监督各子系统工作。

无论何种控制单元，原理均为由控制单元发出控制信号，通过该信号对CPU各部加以控制。控制单元大体分为以下两类。