Protsessori kiirus ehk arvuti keskseadme kiirus on sisuliselt kiirus, millega arvuti suudab sooritada arvutusi, mis edastatakse sellele tarkvaraprogrammi käskude kaudu, mis on laaditud lenduvasse muutmällu (RAM). Protsessori kiirust piiravad protsessorisse sisseehitatud transistoride arv, paralleelühendused teiste protsessoritega, siini võimekus edastada andmeid edasi-tagasi protsessorist mällu ja muud riistvaraspetsifikatsioonid. Enamikul protsessoritel on ka oma mäluregistrid põhiarvutuste tegemiseks kohapeal, ilma et peaks neid siini kaudu teisele riistvarakomponendile ja tagasi edastama.
Praeguste süsteemide arvutiprotsessorid on võimelised töötama nii kiiresti, et enamiku personaalarvutite jõudluspiirangud on palju rohkem seotud siini võimsuse kitsaskohaga. Saadaoleva RAM-i hulk ja süsteemile juurde pääseva tarkvara kujundus on samuti kriitilisemad kui protsessori tegelik jõudlus ise. CPU projekteerimisel on mitmelõimeline võimsus veel üks oluline kiirustegur, mis seisneb protsessori võimes täita protsessori jagatud täitmiskeskkonnas mitut ülesannet, nii et programmi toimingute ajal tuleb salvestada ja mälust hankida vähem teavet.
Harrastajad muudavad sageli protsessori taktsagedust, kiirendades seadet. Osa sellest, mis määrab arvuti protsessori kiiruse, on selle taktsagedus ehk taktsagedus, mis on arvuti sisemise kella põhjal kella tsüklite arv, mida protsessor vajab ühe käsu täitmiseks. Identsetel protsessoritel võib olla palju erinevaid jõudlusnäitajaid, kui ühte taktida, näiteks liita kaks numbrit 10 tsükli jooksul, kusjuures teine protsessor teeb sama arvutuse kahe taktisagedusega.
Kuigi arvuti protsessori kiirendamine eemaldab selle siini kiirusega sünkroonimisest, võib see protsessori jõudlust märkimisväärselt suurendada vanemates süsteemides, mida on täiustatud uute siiniarhitektuuridega. Uuemad protsessorid ei saa aga taktsageduse muutmisest kasu, kuna need töötavad juba tasemel, mis on palju kõrgem kui siini ja arvuti mälu suudavad hakkama saada. Kui protsessori kiirus on mitme gigahertsi vahemikus, tehakse sekundis miljardeid arvutusi. Seetõttu suudab 2.4 gigahertsine protsessor teha 2.4 miljardit arvutust sekundis, samas kui tüüpiline 32- või 64-bitine perifeersete komponentide ühendamise (PCI) siini kiirus on 127–508 megabaiti (miljoneid baite) sekundis.
Teine protsessori kiirust piirav tegur, olenemata sellest, kas see on ülekiirendatud või mitte, hõlmab kogu arvutisüsteemi võimet soojust protsessorist eemale hajutada, kuna suurenenud soojus tekitab metalloksiidi pooljuhtväljatransistoris elektriliste signaalide edastamiseks soojusbarjääri ( MOSFET) CPU kujundused. Kiiremad protsessorid nõuavad suurema võimsusega toiteallikaid, mis tähendab suuremat soojuse tootmist. Miniradiaatoritena toimivad jahutusradiaatorid on ehitatud protsessorite pinnale, et soojust juhtivuse teel hajutada, ja arvutikorpuses olevad ventilaatorisüsteemid kannavad selle ära ka konvektsiooni teel.
Mitme protsessori paralleelne käitamine ühes arvutis andmete arvutuste jagamiseks on enamiku arvutite puhul protsessori kiiruse suurendamiseks levinud lähenemisviis. Täiustatud süsteemides kasutatakse protsessori stabiilse temperatuuri hoidmiseks ka vedelikjahutust. Väga arenenud superarvutid kasutavad tuhandeid paralleelselt töötavaid protsessoreid ja jahutatakse vedela lämmastiku või vedela heeliumiga temperatuurini -452° Fahrenheiti (-269° Celsiuse järgi), mille taktsagedus ulatub üle 500 gigahertsi ehk 500 miljardi arvutuseni sekundis.