En fyrkärnig processor är en enda enhet som består av fyra oberoende kärnor som behandlar data med fast längd eller variabel längd. Var och en av de fyra kärnorna fungerar oberoende för att läsa och exekvera datorprograminstruktioner, som kan inkludera data- och minnesfunktioner. Multiprocessorn allokerar olika processer till individuella kärnor med hjälp av en metod som kallas multitasking. Den här metoden kan hjälpa ett operativsystem som stöds att köras mer effektivt, särskilt när man allokerar processorkraft till flera resurskrävande applikationer samtidigt.
Medan en fyrkärnig processor stöder multitasking, är det operativsystemet som avgör hur väl ett datorsystem kommer att hantera att köra flera applikationer samtidigt. Multitasking beror på frekvent kontextbyte av uppgifter för att skapa illusionen av parallellt körande applikationer. Eftersom den har fler kärnor kan en fyrkärnig processor i teorin hantera uppgifter snabbare än processorer med en eller två kärnor. I praktiken finns det dock flera anledningar till att fyrkärniga processorer faktiskt inte är snabbare.
Trots uppfattningen att fler kärnor borde vara lika med snabbare bearbetning, beror fyrkärniga processors förbättring av prestanda jämfört med sina föregångare på applikationsanvändning och implementering. Quad-core-processorer i datorsystem marknadsförs i allmänhet mot användare som kör resurskrävande applikationer som videospel, videoredigeringsprogram och grafiska redigerare. Många tv-spel är skrivna så att de utnyttjar multiprocessorer optimalt.
Programvara som stöder multi-threading, som många video- och grafikredigerare, hanterar inte uppgifter på ett linjärt sätt. Istället exekveras uppgifter parallellt över flera processorer eller kärnor. Främst på grund av bättre multi-threading-kapacitet, har många benchmark-tester visat att fyrkärniga processorer möjliggör snabbare videokodning, rendering och redigeringshastigheter jämfört med en- och dubbelkärniga processorer.
Förutom två- och fyrkärniga processorer utvecklas och implementeras processorer med ännu större antal kärnor. Precis som med tidigare flerkärniga processorer, innebär det att lägga till ännu fler kärnor löftet om ännu större ökningar av bearbetningshastigheten. Möjligheten att realisera dessa hastighetsvinster tycks dock bero på mjukvarudesign som kan dra nytta av den nyare tekniken för att bearbeta data parallellt över antalet tillgängliga kärnor.