Centrální procesorové jednotky (CPU) slouží jako hlavní logické jádro systémů průmyslové automatizace a koordinují tok dat mezi vstupními a výstupními zařízeními. Architektura obvykle zahrnuje vysokorychlostní mikroprocesory, integrovanou volatilní paměť pro provádění logiky a vyhrazená rozhraní sběrnice pro šasi a racky. Mezi technické charakteristiky patří deterministické časy cyklu, podpora více komunikačních protokolů a modulární možnosti firmwaru. Tyto jednotky funkčně provádějí složité PID regulační smyčky, aritmetické výpočty a sekvenční řídicí logiku za účelem řízení provozu strojů. Integrací se specializovanými komunikačními moduly poskytují CPU lokální inteligenci potřebnou pro rozhodování v reálném čase v prostředích kusové výroby a řízení kontinuálních procesů.