当我们同时向其提供大量数据和指令时，CPU不能单独运行。它需要其他组件才能工作，为此，它需要一个时钟，用于同步系统的所有组件。
处理器在一秒钟内完成其总处理周期的速率称为“时钟速度”。也称为时钟速率。 CPU的性能对程序加载然后执行的速度有重大影响。通常以兆赫兹或千兆赫兹为单位进行测量。在现代CPU中，我们以千兆赫兹为单位来测量时钟速度。
1 Megahertz = 1, 000, 000 cycles / sec
1 Gigahertz = 1, 000, 000, 000 cycles / sec 例子 ：
- 时钟速度为4.2 MHz的CPU每秒执行420万个周期。
- 时钟速度为4.2 GHz的CPU每秒执行42亿个周期。
通常，据说时钟速度越高，CPU越快。但这可能不是CPU速度更快的唯一原因。它背后有许多因素，例如处理器数量，RAM速度，总线速度，缓存大小等。某些指令需要更多的CPU周期才能完成。取决于CPU的体系结构，时钟速度可能或多或少重要。一些CPU实际上可以以较低的时钟速度执行更快的速度，而某些处理器的体系结构则更多地关注高时钟速度，每个周期只有很少的指令。
CPU的速度决定了它在一秒钟内可以执行的计算数量。但是，可以通过“超频”来提高CPU时钟处理能力的速度。但是，随着时钟速度的提高，可能会出现稳定性问题，并且系统可能会崩溃。较高的时钟速度会产生更多的热量，因此，为了使自己远离危险的过热现象，处理器在过热时会扼杀到较低的频率。当您没有为CPU提供足够的电源时，可能会发生这种情况。超频也可能导致过度电压。
过电压是当您提高提供给芯片的电压以提高时钟速度时。
第一台商用PC Altair 8800使用时钟频率为2 MHz(200万个周期/秒)的Intel 8080 CPU，而Intel P5 Pentium时钟频率为100 MHz(1亿个周期/秒)。在2000年，AMD是第一个达到1 GHz(10亿周期/秒)的处理器。 2002年，Intel Premium 4是第一个时钟频率为3GHz(30亿个周期/秒)的CPU。