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  複雜指令集計算機包含許多應用程式中很少使用的特定指令,由此產生的缺陷是指令長度不固定。精簡指令集計算機通過只執行在程式中經常使用的指令來簡化處理器的結構,而特殊操作則以子程式的方式實現,它們的特殊使用通過處理器額外的執行時間來彌補。理論上的重要型別還包括最小指令集計算機與單指令集計算機,但都未用作商業處理器。另外一種衍生型別是超長指令字,處理器接受許多經過編碼的指令並通過檢索提取出一個指令字並執行。

  機器語言是由"宣告"和"指令"所組成的。在處理結構上,一個特定指令指明瞭以下幾個部分: 複雜的操作可以藉由將簡單的指令合併而達成,可以(在馮·諾依曼體系中)連續的執行,也可以藉控制流來執行指令。

  有效的指令操作須包含:

  一些電腦在他們的指令集架構內包含複雜指令。複雜指令包含:  有一種複雜指令單指令流多資料流,英文全名是Single-Instruction Stream Multiple-Data Stream。或是向量指令,這是一種可以在同一時間對多筆資料進行相同運算的操作。SIMD有能力在短時間內將大筆的向量和矩陣計算完成。SIMD指令使平行計算變得簡單,各種SIMD指令集被開發出來,例如MMX,3DNow!以及AltiVec。

  在傳統的架構上,一條指令包含op code,表示運算的方式,以及零個或是更多的運算元,有些像是運算元的數字可能指的是暫存器的編號,還有記憶體位置,或是文字資料。  在超長指令字(VLIW)的結構中,包含了許多微指令,藉此將複雜的指令分解為簡單的指令。

  指令長度的範圍可以說是相當廣泛,從微控制器的4 bit,到VLIW系統的數百bit。在個人電腦,大型電腦,超級電腦內的處理器,其內部的指令長度介於8到64 bits(在x86處理器結構內,最長的指令長達15 bytes,等於120 bits)。在一個指令集架構內,不同的指令可能會有不同長度。在一些結構,特別是大部分的精簡指令集(RISC),指令是固定的長度,長度對應到結構內一個字的大小。在其他結構,長度則是byte的整數倍或是一個halfword。

  對微處理器而言有兩種指令集。第一種是複雜指令集(Complex Instruction Set Computer),擁有許多不同的指令。在1970年代,許多機構,像是IBM,發現有許多指令是不需要的。結果就產生了精簡指令集(Reduced Instruction Set Computer),它所包含的指令就比較少。精簡的指令集可以提供比較高的速度,使處理器的尺寸縮小,以及較少的電力損耗。然而,比較複雜的指令集較容易使工作更完善,記憶體及快取的效率較高,以及較為簡單的程式碼。  一些指令集保留了一個或多個的opcode,以執行系統呼叫或軟體中斷。

  在設計處理器內的微架構時,工程師使用藉電路連線的區塊來架構,區塊用來表示加法器,乘法器,計數器,暫存器,算術邏輯單元等等,暫存器傳遞語言通常被用來描述被解碼的指令,指令是藉由微架構來執行指令。 有兩種基本的方法來建構控制單元,藉控制單元,以微架構作為通路來執行指令:  電腦微處理器的指令集架構(Instruction Set Architecture)常見的有三種:
指令集架構(英語:Instruction Set Architecture,縮寫為ISA),又稱指令集或指令集體系,是計算機體系結構中與程式設計有關的部分,包含了基本資料型別,指令集,暫存器,定址模式,儲存體系,中斷,異常處理以及外部I/O。指令集架構包含一系列的opcode即操作碼(機器語言),以及由特定處理器執行的基本命令。