Регистр процессора — это особая часть процессор , служащая для хранения информации, которая необходима процессу во время выполнения программы. Основными характеристиками являются высокая скорость, но низкая производительность. Скорость является следствием работы на тактовой частоте центрального процессора, которая в современных приложениях существенно выше, чем тактовая частота оперативной памяти. Емкость обусловлена тем, что процессор имеет небольшую часть, отведенную для хранения данных по сравнению с оперативной памятью, которая огромна. Большинство современных компьютеров работают следующим образом — данные загружаются из оперативной памяти в регистр, обрабатываются, затем возвращаются в оперативную память — это называется архитектурой чтения-записи.

Регистры процессора находятся на вершине иерархии памяти и представляют собой самый быстрый способ доступа к данным в компьютере. Размер регистра выражается в битах, например, 8-битный регистр (в 8-битных процессорах), 32-битный регистр (в 32-битных процессорах) или 64-битный регистр в процессорах последнего поколения.

Регистры реализованы на том же полупроводниковом элементе, что и остальная часть процессора, и организованы в виде таблицы регистров. Раньше их делали дискретными элементами из триггеров или тонкопленочной технологии, а до этого из магнитных колец.

Термин «регистр» обычно относится только к тем регистрам, которые могут быть непосредственно указаны как входные или выходные для инструкций в соответствии с набором инструкций процессора. Эти регистры, по сути, являются архитектурными регистрами . Например, набор инструкций x86 работает с восемью 32-битными регистрами, а сам процессор имеет больше регистров, которые служат другим целям.