CPU指令集是一組用於執行特定操作的指令代碼，它定義了CPU可以執行的所有指令，包括算術運算、邏輯運算、數據傳輸、分支跳轉、中斷處理等。指令集可以根據不同的CPU架構進行分類，常見的指令集包括CISC（複雜指令集計算機）和RISC（精簡指令集計算機）兩種。
CISC（Complex Instruction Set Computers）：CISC指令集較為複雜，包含多種操作指令，如加減乘除、移位、邏輯運算等。這種架構的CPU執行指令速度快，能有效利用硬體資源，但由於指令集複雜，設計和製造成本較高。
RISC（Reduced Instruction Set Computers）：RISC指令集相對簡單，主要包含常用指令，而將不常用指令留給軟體處理。這種架構的CPU設計更為高效，晶片體積小，功耗低，適用於對性能要求不高但對功耗有嚴格要求的場合。
不同的CPU廠商會對指令集進行最佳化和擴展，例如：
Intel 主要採用x86架構，包括x86, EM64T, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4A, SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2, AVX-512, VMX等指令集。
AMD 主要採用x86和x86-64架構，以及3D-Now!指令集。
此外，還有一些其他的指令集架構，如ARM、MIPS和PowerPC，它們都屬於RISC類型，特點是設計簡單、功耗低，廣泛套用於手機、嵌入式系統等設備。
在設計CPU之前，需要先設計一套指令集，或者在硬體電路上實現現成的指令集。指令集是一個標準，定義了指令的種類、格式以及需要的配套暫存器等。CPU在工作時，會從快取或主存中取出指令，然後放入指令暫存器，由控制器進行解碼和執行。