根據通用計算機與嵌入式系統的分類，可以把微處理器分為通用處理器與嵌入式處理器兩類。通用處理器以x86體系結構的產品為代表，目前，基本為Intel和AMD兩家公司所壟斷。通用處理器針對通用計算機的需要進行設計，追求更快的計算速度、更大的數據吞吐率，從8位、16位、32位、到64位一代代發展過來。有時通用處理器也會應用在一些需要很高計算性能的嵌入式系統中，比如在一些PC104、CompactPCI的主控板上可見到Celoron、Pentium處理器，這是通用計算機技術在嵌入式領域的一種應用。

如今，在整個嵌入式領域里，通用處理器的應用只是鳳毛麟角，真正的主角當然是各色嵌入式處理器。因為嵌入式系統有應用針對性的特點，不同的系統對處理器要求千差萬別，因此嵌入式處理器種類繁多，據不完全統計，全世界嵌入式處理器的種類已經超過1000種，流行的體系結構有30多個。所有嵌入式處理器中，8051體系的占有多半，生產8051單片機的半導體廠家有20多個，共350多種衍生產品。現在幾乎每個半導體制造商都生產嵌入式處理器，越來越多的公司有自己的處理器設計部門。

嵌入式系統中的處理器可以分成下面四大類類：

1、嵌入式微處理器

嵌入式微處理器字長一般為16位或32位，Intel、AMD、Motorola、ARM等公司提供很多這樣的處理器產品。嵌入式微處理器通用性比較好、處理能力較強、可擴展性好、尋址范圍大、支持各種靈活的設計，且不限于某個具體的應用領域。

在實踐應用中，嵌入式微處理器需要在芯片外配置RAM和ROM，根據應用要求往往要擴展一些外部接口設備，如網絡接口、GPS、A/D接口等。嵌入式微處理器及其存儲器、總線、外設等安裝在一塊電路板上，稱之為單板計算機。

嵌入式微處理器在通用性上有點類似通用處理器，但前者在功能、價格、功耗、芯片封裝、溫度適應性、電磁兼容方面更適合嵌入式系統應用要求。嵌入式處理器有很多種類型，如xScale、Geode、PowerPC、MIPS、ARM等處理器系列。

2、嵌入式微控制器

嵌入式微控制器又稱單片機，已經經歷了近30年的發展歷史，目前在嵌入式系統中仍然有著極其廣泛的應用。這種處理器內部集成RAM、各種非易失性存儲器、總線控制器、定時/計數器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A等各種必要功能和外設。

其跟嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點是將計算機最小系統所需要的部件及一些應用需要的控制器/外部設備集成在一個芯片上，實現單片化，使得芯片尺寸大大減小，從而使系統總功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器的片上外設資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱微控制器。MCU品種豐富、價格低廉，目前占嵌入式系統約70%以上的市場份額。

3、嵌入式DSP

在數字化時代數字信號處理是一門應用廣泛的技術，如數字濾波、FFT、譜分析、語音編碼、視頻編碼等、數據編碼、雷達目標提取等等，傳統微處理器在進行這類計算操作時的性能較低，專門的數字信號處理芯片——DSP也就應運而生，DSP的系統結構和指令系統針對數字信號處理進行了特殊設計，因而在執行相關操作時具有很高的效率。在應用中，DSP總是完成某些特定的任務，硬件和軟件需要為應用進行專門定制，因此DSP是一種嵌入式處理器。

4、嵌入式片上系統

在某一類特定的應用對嵌入式系統的性能、功能、接口有相似的要求，針對嵌入式系統的這個特點，利用大規模集成電路技術將某一類應用需要的大多數模塊集成在一個芯片上，從而在芯片上實現一個嵌入式系統大部分核心功能，這種處理器就是SOC。

SOC把微處理器和特定應用中常用的模塊集成在一個芯片上，應用時往往只需要在SOC外部擴充內存、接口驅動、一些分立元件及供電電路就可以構成一套實用的系統，極大地簡化了系統設計的難度，同時還有利于減小電路板面積、降低系統成本、提高系統可靠性。SOC是嵌入式處理器的一個重要發展趨勢。

嵌入式微控制器和SOC都具有高集成度的特點，將計算機小系統的全部或大部分集成在單個芯片中，有些文獻將嵌入式微控制器歸為SOC。后續為了更清晰地描述，將內部集成了RAM和ROM存儲器、主要用于控制的單片機稱為微控制器，而所說的SOC則沒有內置的存儲器，以嵌入式微處理器為核心、集成各種應用需要的外部設備控制器，具有較強的計算性能。