A arquitetura de computadores é a teoria por detrás do desenho de um computador. Da mesma maneira que um arquiteto de edifícios define os princípios e os objetivos de um projeto de edificação como base dos projetos do projetista, assim também um arquiteto de computadores o faz, definindo a base das especificações do desenho do sistema. A Arquitetura de computadores pode também ser definida como a estrutura e a organização dos hardwares e se refere ao funcionamento interno do computador, como está organizada e arranjada a parte não vista pelo usuário de computador.

Existem vários modos de uso do termo, que podem ser usados referindo-se a:

• O desenho da arquitetura do CPU do computador, o seu conjunto de instruções, "addressing modes" e técnicas, tais como paralelismo SIMD e MIMD.
• Arquiteturas de hardware mais generalizadas, tais como computação em conjunto e arquiteturas NUMA (acesso não-uniforme à memória).
• A utilização menos formal do termo refere-se a uma descrição dos requisitos (especialmente requisitos de velocidades e interligação) ou implementação do design para as várias partes de um computador, tais como memória, placa-mãe, periféricos eletrônicos ou, mais frequentemente, CPU.
• A arquitetura é frequentemente definida como o conjunto de atributos da máquina que um programador deve compreender para que consiga programar o computador específico com sucesso. Por exemplo, parte da arquitetura são as instruções e o raio de operadores manipulados por elas. De uma maneira semelhante, a frequência em que o sistema opera não é incluído na arquitetura. Esta definição revela as duas principais considerações dos arquitetos de computadores: desenhar hardware que se comporta como o programador pensa que se irá comportar utilizar implementações existentes de tecnologias (por exemplo, semicondutores) para construir o melhor computador possível. A 2ª consideração é frequentemente referida como a microarquitetura.

■ Objetivos de desenho

Os objetivos mais comuns numa arquitetura de computador baseiam-se na relação entre os fatores custo e prestação (ou seja, velocidade), apesar de outras considerações, tais como dimensões, peso e consumo de energia, também ser um fator tido em conta.