嵌入式
系統的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，處理器的選擇是嵌入式系統
設計的關鍵一步，需要考慮的因素包括：系統的性能、硬件尺寸、功耗以及設計
開發費用等。
一. 嵌入式微處理器
嵌入式微處理器(Embedded Microprocessor Unit，簡稱為EMPU)的基礎是通用計算機中的CPU。在
應用中，將微處理器裝配在專門設計的電路板上，只保留和嵌入式應用有關的母板
功能，這樣可以大幅度減小系統體積和功耗。為了滿足嵌入式應用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和
標準微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。
和工業控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優點，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線
接口、各種外設等器件，從而降低了系統的可靠性，
技術保密性也較差。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，稱為單板計算機。如STD-BUS、PC104等。
嵌入式微處理器一般就具備以下4個特點：
1)對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的中斷響應
時間，從而使內部的代碼和實時內核心的執行時間減少到最低限度。
2)具有功能很強的存儲區保護功能。這是由于嵌入式系統的
軟件結構已
模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區保護功能，同時也有利于軟件診斷。
3)可擴展的處理器結構，以能最迅速地開發出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。
4)嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的
無線及
移動的計算和
通信設備中靠
電池供電的嵌入式系統更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW級。
嵌入式處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。
二. 嵌入式微控制器
嵌入式微控制器(Micro-controller Unit，簡稱為MCU)又稱為單片機，顧名思義，就是將整個計算機系統集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內核為核心，芯片內部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數器、看門狗(Watch Dog)、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A、Flash、EEPROM 等各種必要功能和外設。為適應不同的應用需求，一般一個系列的單片機具有多種衍生產品，每種衍生產品的處理器內核都是一樣的，不同的是存儲器和外設的配置及封裝。這樣可以使單片機最大限度地和應用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和成本。
和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統工業的主流。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。
嵌入式微控制器目前的品種和數量最多，比較有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300 等。另外還有許多半通用系列如：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系統約70％的
市場份額。
三. 嵌入式DSP處理器
嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor，又稱為EDSP)對系統結構和指令進行了特殊設計，使其適合于執行DSP算法，編譯效率較高，指令執行速度也較高。在數字濾波、FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進入嵌入式領域，DSP應用正從在通用單片機中以普通指令實現 DSP 功能，過渡到采用嵌入式DSP處理器。嵌入式DSP處理器有兩個發展來源，一是DSP處理器經過單片化、
EMC改造、增加片上外設成為嵌入式DSP處理器，TI的TMS320C2000/C5000等屬于此范疇；二是在通用單片機或SOC中增加DSP協處理器，例如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore。
推動嵌入式DSP 處理器發展的另一個因素是嵌入式系統的
智能化，例如各種帶有智能邏輯的消費類產品，生物信息識別
終端，帶有加解密算法的鍵盤，ADSL接入、實時語音壓解系統，虛擬現實顯示等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP處理器的長處所在。