單片機（Single-Chip Microcontroller）之所以被稱為「單片機」，是因為它是一種積體電路晶片，將CPU（中央處理器）、RAM（隨機存儲器）、ROM（唯讀存儲器）、多種I/O口（輸入/輸出接口）、中斷系統、定時器/計數器等功能集成到一塊矽片上，形成了一個小而完善的微型計算機系統。
這種設計使得單片機具有體積小、質量輕、價格便宜的特點，同時便於學習和開發。由於這種晶片集成了大量組件，因此現代的單片機實際上更接近於System on Chip（SoC）的概念，而不是傳統意義上的「單片機」。