Une unité arithmétique et logique (ALU, Arithmetic Logic Unit) est un module fondamental de tout processeur dans le monde actuel de l'informatique. Sur le plan logique, ses performances et applications sont relativement simples à comprendre. Deux entiers sous forme binaire sont appliqués à l'entrée de l'ALU et un autre terminal reçoit les instructions pour manipuler cette entrée. Ces instructions, comme le nom de l'unité l'indique, sont des calculs mathématiques tels que des additions ou des soustractions. Une fois que l'ALU a effectué la manipulation demandée, elle fournit la valeur correcte.

Les deux entrées sont appelées des opérandes ; ce sont les informations à traiter. L'instruction pour l'opération requise est appelée l'opcode. Les dispositifs ALU modernes peuvent exécuter de nombreuses fonctions simples sur les opérandes fournis. Outre les additions et soustractions basiques, ils peuvent déplacer les données vers la gauche ou la droite, inverser les données, ajouter des opérations AND et OR aux données, envoyer les données sans les modifier, incrémenter ou décrémenter de 1, faire tourner les données d'une certaine façon, etc. La seule exigence que la plupart des conceptions imposent à l'ALU est que ces opérations restent très simples et rapides. Pour des besoins mathématiques plus complexes, un circuit de traitement de niveau supérieur utilise souvent les mécanismes simples de l'ALU pour fournir la réponse, mais l'ALU elle-même ne gère pas ces complexités.