Hitrost procesorja ali hitrost centralne procesne enote v računalniku je v bistvu hitrost, s katero lahko računalnik izvaja izračune, ki se mu posredujejo prek programskih programskih navodil, naloženih v hlapni pomnilnik z naključnim dostopom (RAM). Hitrost procesorja je omejena s številom tranzistorjev, vgrajenih v procesor, vzporednimi povezavami z drugimi procesorji, zmogljivostjo vodila za prenos podatkov naprej in nazaj iz CPE v pomnilnik in drugimi specifikacijami strojne opreme. Večina CPE-jev ima tudi lastne pomnilniške registre za lokalno izvajanje jedrnih izračunov, ne da bi jih bilo treba prenašati preko vodila do druge strojne komponente in nazaj.
Računalniški procesorji v trenutnih sistemih so sposobni delovati tako hitro, da so omejitve zmogljivosti v večini osebnih računalnikov veliko bolj vezane na ozko grlo zmogljivosti vodila. Količina razpoložljivega RAM-a in zasnova programske opreme, ki dostopa do sistema, sta prav tako pomembnejša od dejanske zmogljivosti procesorja. Večnitna zmogljivost pri načrtovanju CPE je še en ključni dejavnik hitrosti, ki je sposobnost CPU-ja, da izvaja več nalog v skupnem izvajalnem okolju na CPE-ju, zato je treba med delovanjem programa shraniti in pridobiti iz pomnilnika manj informacij.
Ljubitelji pogosto spremenijo tako imenovano hitrost procesorja z overclockingom naprave. Del tega, kar določa hitrost CPE v računalniku, je njegova taktna frekvenca ali taktna hitrost, ki je število urnih ciklov, ki temelji na notranji uri računalnika, ki jih CPU potrebuje za izvedbo enega ukaza. Identični CPE imajo lahko zelo različne stopnje zmogljivosti, če je eden na primer takt, da sešteje dve številki v 10 ciklih, pri čemer drugi CPU opravi enak izračun v 2-urnih ciklih.
Medtem ko bo overclocking CPE računalnika odstranil sinhronizacijo s hitrostjo vodila, lahko znatno poveča zmogljivost CPE na starejših sistemih, ki so bili izboljšani z novimi arhitekturami vodil. Novejši procesorji pa ne bodo imeli koristi od sprememb v taktu, saj že delujejo na ravni, ki je daleč nad tisto, kar zmoreta pomnilnik vodila in računalnika. S hitrostjo procesorja v območju več gigahercev se na sekundo izvede milijarde izračunov. 2.4 gigahertz CPU lahko torej izvaja 2.4 milijarde izračunov na sekundo, medtem ko tipično 32- ali 64-bitno vodilo za medsebojno povezovanje perifernih komponent (PCI) deluje v območju 127–508 megabajtov (milijonov bajtov) na sekundo.
Drug omejevalni dejavnik za hitrost procesorja, bodisi overclockan ali ne, vključuje sposobnost celotnega računalniškega sistema, da odvaja toploto stran od procesorja, saj povečana toplota ustvarja toplotno oviro za prenos električnih signalov v polprevodniškem polprevodniškem tranzistorju iz kovinskega oksida ( MOSFET) CPU zasnove. Hitrejši procesorji zahtevajo večjo moč napajalnikov, kar pomeni večjo proizvodnjo toplote. Hladilniki, ki delujejo kot mini radiatorji, so vgrajeni na površino procesorjev za odvajanje toplote s prevodnostjo, ventilatorski sistemi v ohišju računalnika pa jo odnašajo tudi s konvekcijo.
Vzporedno izvajanje več procesorjev za skupno rabo izračunov podatkov v enem računalniku je zdaj običajen pristop večine računalnikov za povečanje hitrosti CPE. Pri naprednih sistemih je vključeno tudi tekočinsko hlajenje, ki ohranja CPU na stabilni nastavitvi temperature. Zelo napredni superračunalniki uporabljajo na tisoče procesorjev, ki delujejo vzporedno, in so hlajeni s tekočim dušikom ali tekočim helijem na temperature okoli -452° Fahrenheita (-269° Celzija), pri čemer takt doseže nad 500 gigahercev ali 500 milijard izračunov na sekundo.