يتم حفظ التعليمات داخل المعالج في وحدة تسمى وحدة التحكم (بالإنجليزية: Control Unit).
تلعب وحدة التحكم دورًا رئيسيًا في دورة تنفيذ التعليمات، حيث تقوم ب:
جلب التعليمات من الذاكرة: تستخرج وحدة التحكم التعليمات من الذاكرة الرئيسية وتخزنها في سجل التعليمات (Instruction Register) داخل المعالج.
فك شفرة التعليمات: تفكك وحدة التحكم التعليمات إلى مكوناتها الأساسية، مثل التعليمات البرمجية والبيانات، لتحديد كيفية تنفيذها.
إرسال الإشارات إلى وحدات المعالجة الأخرى: ترسل وحدة التحكم إشارات التحكم إلى وحدات المعالجة الأخرى، مثل وحدة الحساب والمنطق (ALU) ووحدات السجلات، لتوجيهها في تنفيذ التعليمات.
تحديث عداد البرنامج: تُحدث وحدة التحكم عداد البرنامج (Program Counter) ليشير إلى عنوان التعليمات التالية التي يجب جلبها من الذاكرة.
بالتالي، تُعدّ وحدة التحكم بمثابة "عقل" المعالج، حيث تتحكم في تدفق التعليمات وتوجيه وحدات المعالجة الأخرى لتنفيذها بشكل صحيح.