MCU主要由以下元件所組成：

中央處理器（CPU）：

MCU的核心是中央處理器（CPU），負責執行指令和計算。MCU通常具有低功耗的CPU，可在資源有限的環境中運行。不同的MCU型號具有不同的CPU架構，例如，常見的MCU使用ARM、PIC或AVR架構的CPU。

記憶體：

MCU包含兩種主要類型的記憶體：電腦記憶體（或稱為閃存、Flash memory）和資料記憶體（RAM）。電腦記憶體存儲程序指令，而資料記憶體用於暫存運算數據。這些記憶體容量可以因MCU型號而異，並且可用於存儲程式、讀取傳感器數據以及處理運算。
MCU中也會因為不同廠商及型號出現不同類型的記憶體區域。以新唐科技(Nuvoton)中的NU125系列舉例，電腦記憶體中又區分為：

1. APROM（Application Program Memory）：

APROM是用於存儲主程式碼的地方。這是MCU上通常包含的主要程式記憶體，其中包含應用程式碼。當MCU運行時，它將從APROM中讀取並執行程序。

2. LDROM（Loader Memory）：

LDROM通常包含用於引導程序的代碼。這個區域可能包含MCU的引導程序或用於升級韌體的輔助程式。它通常用於MCU的自我編程或引導過程。

3. SPROM（System Program Memory）：

SPROM是一個特殊的記憶體區域，可能包含系統級別的配置信息或特殊功能的初始化代碼。這個區域通常不包含應用程序代碼，而是用於配置MCU的系統級別參數。

輸入/輸出（I/O）針腳(Pin)：

MCU通常具有多個I/O針腳，用於連接和控制外部設備，如傳感器、顯示螢幕、馬達和通訊介面。這些針腳可配置為輸入或輸出，並通過程式碼來控制。

計時器和計數器：

MCU包含計時器和計數器，可用於生成精確的時間延遲、計數事件或執行週期性任務。這對於控制和同步操作至關重要，特別是在需要精確計時的應用中，如PWM（脈波寬度調變）控制。

通訊介面：

MCU通常具有多種通訊介面，如UART、SPI、I2C和CAN等，這些介面可用於與其他設備或MCU進行數據交換。這是實現連接和通訊的關鍵功能，特別是在物聯網應用中。

電源管理：

MCU通常包含電源管理單元，可有效管理電源供應，以減少功耗並延長電池壽命。這在便攜式設備和低功耗應用中尤為重要。

中斷控制：

中斷是MCU用於處理外部事件和異常情況的機制。MCU可以配置為在發生特定事件時中斷正在執行的程序，然後執行相關的中斷服務程序。

時鐘和振盪器：

MCU使用內部或外部時鐘源來定時操作。時鐘和振盪器確保MCU的操作是穩定和可靠的。

MCU的基本架構可以根據應用需求和制造商的不同而變化，有些MCU可能包含額外的硬體模組，例如模擬到數據轉換器（ADC）、PWM控制器及APROM、LDROM、SPROM，以滿足特定的應用需求。