Một bộ vi điều khiển ( MCU cho bộ vi điều khiển , cũng MC, UC hoặc μC) là một máy tính nhỏ trên một chip mạch tích hợp VLSI (IC). Một vi điều khiển chứa một hoặc nhiều CPU (lõi bộ xử lý) cùng với bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi đầu vào/đầu ra có thể lập trình. Bộ nhớ chương trình dưới dạng RAM điện, cũng không phải ROM hoặc OTP cũng thường được bao gồm trên chip, cũng như một lượng nhỏ RAM. Bộ vi xử lý được thiết kế cho các ứng dụng nhúng, trái ngược với các bộ vi xử lý được sử dụng trong máy tính cá nhân hoặc các ứng dụng có mục đích chung khác bao gồm các chip riêng biệt khác nhau.
Trong thuật ngữ hiện đại, một bộ vi điều khiển tương tự như, nhưng ít tinh vi hơn một hệ thống trên chip (SOC). SOC có thể bao gồm một bộ vi điều khiển là một trong các thành phần của nó, nhưng thường tích hợp nó với các thiết bị ngoại vi tiên tiến như đơn vị xử lý đồ họa (GPU), mô-đun Wi-Fi hoặc một hoặc nhiều bộ xử lý.
Các bộ vi điều khiển được sử dụng trong các sản phẩm và thiết bị được điều khiển tự động, như hệ thống điều khiển động cơ ô tô, thiết bị y tế cấy ghép, điều khiển từ xa, máy văn phòng, thiết bị, dụng cụ điện, đồ chơi và các hệ thống nhúng khác. Bằng cách giảm kích thước và chi phí so với một thiết kế sử dụng bộ vi xử lý, bộ nhớ và thiết bị đầu vào/đầu ra riêng biệt, các bộ vi điều khiển làm cho nó kinh tế để điều khiển kỹ thuật số hơn nữa các thiết bị và quy trình.
Một số bộ vi điều khiển có thể sử dụng các từ bốn bit và hoạt động ở tần số thấp tới 4 kHz cho mức tiêu thụ điện năng thấp (milliwatts hoặc microwatts một chữ số). Họ thường có khả năng duy trì chức năng trong khi chờ đợi một sự kiện như nhấn nút hoặc ngắt khác; Tiêu thụ năng lượng trong khi ngủ (đồng hồ CPU và hầu hết các thiết bị ngoại vi) có thể chỉ là nanowatt, khiến nhiều người trong số chúng phù hợp với các ứng dụng pin lâu dài. Các bộ vi điều khiển khác có thể phục vụ các vai trò quan trọng về hiệu suất, trong đó chúng có thể cần hoạt động giống như bộ xử lý tín hiệu số (DSP), với tốc độ xung nhịp cao hơn và mức tiêu thụ năng lượng.