Een quad-core processor is een chip met vier onafhankelijke eenheden, cores genaamd, die instructies van de centrale verwerkingseenheid (CPU) lezen en uitvoeren, zoals optellen, gegevens verplaatsen en aftakken.
In de chip werkt elke core samen met andere circuits, zoals cache, geheugenbeheer en invoer-/uitvoerpoorten (I/O). De afzonderlijke kernen in een quad-core processor kunnen meerdere instructies tegelijk uitvoeren, waardoor de algehele snelheid wordt verhoogd voor programma's die compatibel zijn met parallelle verwerking. Fabrikanten integreren de kernen meestal op een enkele halfgeleiderwafel, of op meerdere halfgeleiderwafels binnen een enkel IC-pakket (geïntegreerde schakeling).
Hoewel het verleidelijk is te veronderstellen dat een quad-core processor twee keer zo snel zou werken als een dual-core processor en vier keer zo snel als een single-core processor, werkt het niet zo eenvoudig. De resultaten variëren afhankelijk van de gewoonten van de computergebruiker, de aard van de programma's die worden uitgevoerd, en de compatibiliteit van de processor met andere hardware in het systeem als geheel. Sommige programma's zijn gewoon single-threaded van aard en worden niet veel sneller van multi-core CPU's.
Quad-core en hogere multi-core processor configuraties zijn gemeengoed geworden voor algemeen computergebruik, niet alleen voor PC's, waar octal en decacore niet ongewoon zijn, maar ook voor mobiele apparaten zoals smartphones en tablets.