Arvutiteadus on lai valdkond, mis tegeleb peamiselt teabe salvestamise, edastamise ja manipuleerimisega. Arvutiteaduse valdkond on üles ehitatud mitmele alusele. Need arvutiteaduse alused hõlmavad algoritme, programmeerimismetoodikat ja keeli, andmete ja sümbolite arvutamist ja analüüsi ning arvutielemente ja riistvara.
Algoritmid on arvutiteaduse aluste hulgas äärmiselt olulised. Enamik teisi arvutiteaduse aspekte tugineb mingil moel algoritmidele. Algoritmid on piiratud juhiste kogumid, mida kasutatakse andmetega manipuleerimise juhtimiseks. Need on selgesõnaliselt sätestatud, samm-sammult andmete käitlemise ja töötlemise protseduurid. Algoritmid on tavaliselt kirjutatud juhiste või vooskeemide kujul, mitte programmeeritud arvutikoodi kujul.
Oma tuumas mõistavad masinad ainult masinate keeli; sellisena on programmeerimismetoodika ja programmeerimiskeeled arvutiteaduse olulised alused. Arvutiprogrammeerijad teisendavad üldiselt algoritmid – selgesõnalised, samm-sammult juhised – arvutile arusaadavatesse keeltesse. Programmeerimiskeeled on tehiskeeled, mida arvutid saavad tõlgendada erinevate arvutuste tegemiseks. Programmeerimiskeeles väljendatud juhiste kogumit nimetatakse programmiks. C++, Python ja Visual Basic on tavaliselt kasutatavad programmeerimiskeeled.
On oluline, et arvutiteadlased saaksid oma andmetöötlusoskusi reaalsetes ülesannetes rakendada. Andmete ja sümbolite arvutamine ja analüüs on teemad, mis on arvutiteaduse olulised praktilised alused. Sageli hõlmab see suure hulga teabe analüüsimist, sorteerimist ja järelduste tegemist. See on eriti ilmne sellistes valdkondades nagu arvutusfüüsika ja bioinformaatika, kus füüsikalisi ja bioloogilisi nähtusi vaadeldakse ja analüüsitakse pärast arvukate täpsete mõõtmiste tegemist.
Kogu see andmetega manipuleerimine, edastamine ja salvestamine vajab eksisteerimiseks ja töötamiseks vahendeid ja kohta. See koht on riistvaras. Riistvara kasutamine on arvutiteaduse üks aluseid, kuna see loob raamistiku kõigi arvutiteaduse muude aspektide jaoks. Programm ei saaks töötada ilma kõvakettata selle salvestamiseks ja protsessorita, mis käivitaks selles sisalduvaid keerulisi algoritme. Ilma töötava füüsilise seadmeta oleks arvutiteadus puhtalt teoreetiline valdkond.
Kuigi need arvutiteaduse alused on vaid mõned laia valdkonna lugematutest teemadest, saavad need alguse enamikust ülejäänud valdkonna teemadest. Need on tõesti alused, millele kogu väli on ehitatud. Ilma nende põhimõtete põhiteadmiseta jääb inimese võime arvuteid töötlemiseks ja manipuleerimiseks täielikult ära kasutada.