PLC的中央处理器(CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。

与一般的计算机一样，CPU是整个PLC的控制中枢，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作：

(1)接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。

(2)用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。

(3)诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

(4) PLC进入运行状态后，执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号，以完成用户指令规定的各种操作。

(5)响应各种外围设备(如编程器、打印机等)的请求。

PLC采用的CPU随机型不同而不同， 目前，小型PLC为单CPU系统，中型及大型则采用双CPU甚至多CPU系统。目前，PLC通常采用的微处理器有三种：通用微处理器、单片微处理器(即单片机)、位片式微处理器。