Pemrosesan paralel adalah jenis pemrosesan komputer di mana tugas komputasi besar dipecah menjadi sub-tugas yang lebih kecil yang kemudian diproses secara bersamaan, atau paralel, bukan berurutan. Teknologi ini banyak digunakan dalam komputasi modern, terutama untuk masalah tingkat lanjut seperti yang dibahas dalam ilmu alam. Contoh teknologi pemrosesan paralel dalam satu perangkat termasuk multiprosesor simetris dan pemrosesan multiinti. Beberapa komputer juga dapat dihubungkan bersama untuk bekerja secara paralel melalui metode seperti komputasi terdistribusi, cluster komputer dan komputer paralel besar-besaran.
Multiprosesor simetris adalah komputer dengan satu memori utama umum dan sistem operasi yang terhubung ke beberapa prosesor yang identik. Prosesor memiliki kemampuan yang sama dan ditautkan ke memori yang sama, sehingga tugas dapat dengan mudah diberikan atau dipindahkan sesuai kebutuhan untuk menyeimbangkan beban kerja di antara mereka. Dalam pemrosesan multicore, setiap prosesor berisi setidaknya dua unit pemrosesan pusat (CPU), yang disebut inti, yang bertanggung jawab untuk membaca dan mengeksekusi instruksi. Pada dasarnya, prosesor multicore sebenarnya adalah beberapa prosesor dalam satu komponen terintegrasi. Hal ini memungkinkan komunikasi yang lebih cepat dan lebih efisien antara inti pemrosesan, dibandingkan dengan komputer multiprosesor di mana setiap CPU merupakan komponen terpisah.
Komputer multiprosesor banyak digunakan dalam aplikasi ilmiah dan bisnis. Ini kurang umum dalam sistem komputer pribadi, yang biasanya desain uniprosesor, meskipun multiprosesor telah menjadi lebih umum di pasar konsumen. Perangkat lunak komputer harus dirancang secara khusus untuk komputer multiprosesor agar dapat memanfaatkan sepenuhnya manfaat yang dapat diberikannya, dan akibatnya perangkat lunak jenis ini sering mengalami masalah kinerja pada komputer dengan prosesor tunggal. Demikian juga, program yang ditulis dengan prosesor tunggal biasanya hanya memperoleh manfaat terbatas dari multiprosesor karena program tersebut tidak dirancang untuk memanfaatkannya.
Teknologi pemrosesan paralel terdistribusi menggunakan beberapa komputer independen yang bekerja pada bagian yang berbeda dari suatu masalah secara paralel, dihubungkan bersama melalui Internet atau jaringan internal sehingga mereka dapat berkomunikasi satu sama lain. Jenis teknologi pemrosesan paralel ini dapat digunakan dengan komputer yang secara fisik berjauhan satu sama lain, meskipun hal ini tidak selalu demikian. Bersama-sama, komputer yang terhubung membentuk apa yang disebut grid komputasi.
Grid komputasi bisa sangat besar, berpotensi menggabungkan ribuan komputer yang mungkin tersebar di seluruh dunia. Komputer-komputer ini mungkin juga bekerja pada masalah yang tidak terkait pada saat yang sama, dengan tugas-tugas yang sedang dikerjakan oleh jaringan yang didistribusikan di antara komputer-komputer sesuai dengan berapa banyak kapasitas pemrosesan cadangan yang dimiliki masing-masing komputer pada saat itu. Komputasi grid berbeda dari kebanyakan komputasi paralel modern lainnya karena grid tunggal sering kali mencakup beragam komputer dengan berbagai kemampuan, daripada sekelompok unit yang identik.
Cluster komputer adalah bentuk teknologi pemrosesan paralel di mana beberapa komputer yang terhubung, biasanya dengan kemampuan yang identik, bekerja sama sebagai satu unit. Tidak seperti multiprocessing simetris, yang menggunakan beberapa prosesor yang berbagi memori dan sistem operasi yang sama, setiap unit individu dalam sebuah cluster adalah komputer mandiri yang lengkap. Ini biasanya berada di lokasi geografis yang sama dan terhubung pada jaringan area lokal. Beberapa komputer dibangun khusus untuk digunakan dalam cluster komputer, tetapi cluster juga dapat dibentuk dengan menghubungkan komputer yang awalnya dirancang untuk beroperasi secara mandiri.
Komputer paralel besar memiliki beberapa kesamaan dengan komputer cluster, karena mereka juga terdiri dari beberapa komputer yang digabungkan bersama, tetapi mereka jauh lebih besar dan biasanya berisi ratusan atau ribuan node. Mereka juga memiliki komponen khusus mereka sendiri yang menghubungkan komputer individu yang menyusunnya bersama-sama, sedangkan cluster komputer digabungkan bersama oleh perangkat keras standar yang sering disebut sebagai komponen komoditas. Komputer paralel masif yang paling canggih dapat benar-benar kolosal, berisi puluhan ribu komputer individual yang mengisi ribuan kaki persegi ruang, semuanya bekerja bersama. Sebagian besar superkomputer canggih di dunia, yang digunakan untuk perhitungan kompleks di berbagai bidang seperti astrofisika dan pemodelan iklim global, adalah jenis ini.