Merkezi işlem biriminin aritmetik ve mantık işlemlerinden sorumlu bileşeni aritmetik ve mantık birimidir. Bu birim, tüm işlemcilerin temel yapı taşıdır. Günümüz işlemcilerinde çok karmaşık ve güçlü aritmetik ve mantık birimleri bulunmaktadır. Aritmetik ve mantık biriminde gerçeklesen bütün işlemler, kontrol sinyalleri aracılığıyla yapılır. İşlemlerin yapılması, kontrol biriminin gözetiminde ve es zamanlı olarak gerçekleşir.