Von Neumannova arhitektura je zgodnja, vplivna vrsta računalniške strukture. Sestavljen je predvsem iz pomnilniških čipov, ki lahko hranijo in obdelujejo podatke. Vsak čip ima možnost izvajanja različnih nalog, odvisno od tega, kako nanj vpliva operacija, ki je bila izvedena pred njim. V tej arhitekturi bi imel vsak računalnik pomnilnik, mehanizme za izhod in vnos, centralni nadzor, prostor za centralno aritmetiko in zunanji pomnilnik.
Računalniki z Von Neumannovo arhitekturo so znani kot shranjeni programi. To pomeni, da računalnik za delovanje ne potrebuje zunanjih stikal ali drugih vplivov. Vsa navodila in podatki so shranjeni v pomnilniku z naključnim dostopom (RAM).
Von Neumannovo arhitekturo je sredi štiridesetih let prejšnjega stoletja ustvaril John von Neumann, pionirski računalniški znanstvenik. Rojen leta 1940 je napisal tudi več matematičnih prispevkov z zelo vplivnimi teorijami, ki so bile v uporabi že več desetletij. V enem od teh prispevkov je opisal strukturo, potrebno za izdelavo funkcionalnega računalnika. Ta programska struktura predstavlja osnovo za pomemben odstotek trenutne računalniške arhitekture.
Pred Von Neumannovim sistemom so bili računalniki v bistvu zasnovani in ne programirani. Ko je bil stroj sestavljen, je lahko opravljal samo eno funkcijo. Da bi spremenili, kaj je naredil računalnik, je bilo treba ponovno ožičiti, dodati komponente ali kako drugače spremeniti fizično strukturo stroja.
Medtem ko imajo številni sodobni računalniki še vedno nekaj osnove v Von Neumannovi arhitekturi, so nekateri programerji začeli zavreči koncept za učinkovitejše modele. Fenomen, znan kot Von Neumannovo ozko grlo, je ena glavnih težav s strukturo. Težava z ozkim grlom je v tem, da operacije, ki obdelujejo informacije in podatke, delijo isto vodilo, ki je način transporta teh elementov. To vpliva na učinkovitost in splošno zmogljivost sistema.
V sodobnem času je to arhitekturo pogosto zamenjala arhitektura Harvarda. Je tudi arhitektura shranjenega programa. Harvardska arhitektura upravlja shranjevanje, podatke in navodila na podoben način, vendar ima več virov za prenos informacij. Struktura ima namenska podatkovna vodila za prenos navodil in pomnilnika, tako da lahko hkrati deluje več funkcij. Medtem ko je harvardska arhitektura postala priljubljena, so še vedno nekateri, ki imajo raje enostavnejšo Von Neumannovo arhitekturo, ki je lahko bolj dostopna oblika zlasti za začetnike računalniških programerjev.