Ein Mikrocontroller (oft abkürzt als MCU oder µC) ist im Wesentlichen ein Single-Chip-Computer. Mikrocontroller haben viele Gemeinsamkeiten mit Mikroprozessoren und im Grunde haben alle heutigen Mikrocontroller Eigenschaften, die sie in eine Reihe mit den Chips zwischen den Extremen maßgeblicher Mikrocontroller und Mikroprozessoren stellen. Trotzdem gibt es einige Eigenschaften, an denen sie unterschieden werden können.

Eine gemeinsame Eigenschaft von Mikrocontrollern ist der finite im Chip integrierte Speicher (normalerweise Flash-Speicher), auf dem der Ausführungscode gespeichert wird. Einige Mikrocontroller führen den Code direkt aus diesem Speicher heraus aus. Es gibt aber durchaus auch Mikrocontroller mit einem kleinen RAM. Dank des On-Chip-Speichers können Mikrocontrollern den Code gleich nach dem Hochfahren ausführen. Auch wenn interne Speicher schnellere Zugriffszeiten gewährleisten, so ist der Speicher, den Mikrocontroller zur Verfügung haben, häufig begrenzt. Dieser begrenzte Speicher ist jedoch nicht unbedingt ein Nachteil, da Mikrocontroller die meiste Zeit in Anwendungen verwendet werden, die ihnen Zugriff auf kleine speziell entwickelte Programmen bieten.

Eine weitere Eigenschaft von Mikrocontrollern ist eine einzige Stromschiene. Diese Vereinfachung bedeutet im Allgemeinen, dass weniger externe Bauteile im Mikrocontroller-System benötigt werden.

Viele Mikrocontroller sind auf serielle Kommunikationsbusse (I2C, SPI, UART) angewiesen, um eine Schnittstelle mit externen Chips und Geräten herzustellen. Dies ermöglicht einfachere Bauarten und kleinere Leiterplatten. Mit nur einer einzigen Stromschiene und seriellen Bussen werden weniger externe Einzelkomponenten für die Mikrocontroller-Architektur benötigt.

Taktraten werden oft mit Mikrocontrollern unter 200 MHz verbunden , aber sie arbeiten in Echtzeitanwendungen, da sie kaum oder überhaupt nicht von externen Speichern abhängen[RS1]. Häufig liegt auch der Schwerpunkt der Architektur von Mikrocontrollern auf einer unterbrechungsbasierten Verarbeitung. Sie verfügen häufig über robuste Manipulationsbefehle auf Bitebene, die ihnen weiteren Zugriff auf zweckgebundene Echtzeitanwendungen geben.

Auch wenn Mikrocontroller anhand einer Reihe von Kriterien ausgewählt werden können, ist der Ausgangspunkt ihrer Wahl häufig die Busbreite (ausgedrückt in Bit). Die üblichen Optionen sind: 8-, 16- und 32-Bit. In vielen Anwendungen ermöglichen breitere Busse eine Leistungssteigerung.