Tek işlemcili bir sistemde tek bir bilgisayar işlemcisi bulunurken, çok işlemcili sistemlerde iki veya daha fazla işlem vardır. "Çok çekirdekli" terimi ayrıca çok işlemcili sistemleri tanımlamak için de kullanılır. Çok işlemcili sistemler daha iyi performansa yol açabilir, ancak güçlerini tam olarak kullanabilmek için dikkatle yönetilmeleri gerekir.
Fiziksel sınırlamalar, genellikle belirli bir işlemci tasarımının ne kadar hızlı çalışabileceğini sınırlar. Örneğin, Intel başlangıçta 10 GHz'de çalışacak Pentium 4 tasarımlarına dayanarak cips üretmek istedi, ancak ısı dağılımındaki problemler bu yongaları yalnızca 3.8 GHz ile sınırlandırdı. Çok işlemcili sistemler işlemcilerin daha fazla alan kullanmasına izin verir ve bu da daha iyi ısı dağılımı sağlar.
Ancak, bilgisayarlar çok çekirdekli sistemler tarafından sağlanan tüm gücü tam olarak kullanamayabilir. İki ayrı parçaya bölünemeyen hesaplamalar yalnızca bir işlemci üzerinde yapılabilir. Bazı durumlarda, devam etmeden önce bir işlemcinin başka bir işlemcide hesaplanmasını beklemesi gerekebilir. İlk olarak 1967'de sunulan Amdahl Yasası, beklenen gerçek dünya sonuçlarının bir sisteme daha fazla işlemci eklendiğinde azalan getirilere yol açtığını gösteriyor.
Bu sınırlamalara rağmen, çok işlemcili sistemler karmaşık aygıtlarda yaygındır. Akıllı telefonlar, kullanıcı uygulamaları ve etkileşimi için diğer işlemcileri kullanırken telefon görüşmeleri yapmak için bir işlemciyi rezerve edebilir; bu, telefon görüşmeleri için gerekli kaynakların, kullanıcının ne yaptığından bağımsız olarak kullanılabilmesini sağlar.
