コンピュータは、その名の通り計算する（compute）ものです。よって何かしらの入力を必要とし、それを計算（演算）して出力することが本質の一つだと言えます。実際のハードウェアとしては、もう少し必要なものがあります。一方で、ハードウェアだけではコンピュータは動作しません。何かしらの計算をどのように行わせるかのルール、つまりソフトウェアプログラムが必要となります。ここではそれらについてみていきます。
ハードウェア
ハードウェアには、5大装置と呼ばれるものがあります。その５大装置とは、「入力装置」、「記憶装置」、「制御装置」、「演算装置」および「出力装置」です。以下に、それらの装置の関係をみていきます。
上の図では青い矢印がデータの流れを表しています。
・まず、何かしらのデータが「入力装置」により受け取られ「記憶装置」に保存されます。
ここでのデータは広義であり、これは「命令」と呼ぶこともできます。たとえば、マウスでポインタを動かす場合、ある座標から別の座標へカーソルを動かすという命令と言えますよね。
・次に、そのデータを必要に応じて「演算装置」が受け取り、そこで処理された計算結果もまた「記憶装置」に保存されます。
・最後に、必要に応じて計算結果を「出力装置」に渡し、出力が行われます。
「制御装置」は以上のプロセスすべてに関与し、データのやりとりを司っています。また「演算装置」と「制御装置」は多くの場合セットになっており、これは「CPU(Central Processing Unit：中央処理装置)」と呼ばれます。
各ハードウェアの種類には以下のようなものがあります。
「入力装置」：キーボード、マウス、トラックボールなど
また、近年では「入力装置」と「出力装置」が一体となった、タッチパネルやペンタブレットなどもあります。
「記憶装置」：記憶装置には大きく分けて以下の２種類があります。
・「主記憶装置」：CPUから直接アクセスできる記憶装置のことで、「メモリ」とも呼ばれます。一般的にメモリは電源供給が停止するとその保持データを消失する（揮発性メモリ）という特徴があります。よって、長期的にデータを保持する必要がある場合は、次で説明する「補助記憶装置」が必要となります。
・「補助記憶装置」：「磁気ディスク（ハードディスクドライブ HDD）」、「光ディスク（CD、DVD、 BD）」、「フラッシュメモリ（SSD、SDカード、USBメモリ）など。
上述しているように「補助記憶装置」は電源供給が停止してもデータは保持されます（不揮発性メモリ）。
「出力装置」：ディスプレイ、プリンタなど
また、先に述べたように「演算装置」と「制御装置」がセットになったCPUは、その性能がコンピュータの処理速度を決定します。CPUがどれだけ演算ができるかは、クロック周波数により示され、この値が高いほうが高速に演算できるCPU（≒ 性能の良いコンピュータ）であることを示します。さらに、処理を高速化するために1台のCPUの内部に複数のコアを設ける（CPUが複数個ある状態にする）ケースもあります。このようなCPUをマルチコアプロセッサと呼びます。