Un procesor dual-core sau multi-core funcționează prin combinarea a două nuclee fizice într-o unitate centrală de procesare, permițând procesorului să gestioneze mai multe fire de date simultan. Miezul unui procesor este acea parte care face toată munca reală. Într-un sens, un procesor dual-core este ca și cum ai avea două CPU-uri cu un singur nucleu în același computer; totuși, deoarece acestea sunt direct conectate una cu cealaltă, pot funcționa și mai eficient împreună.
Pentru ca un procesor dual-core să funcționeze, software-ul trebuie să știe cum să trimită fișiere de informații la ambele nuclee pentru prelucrare. Anumite aplicații sunt mult mai eficiente cu procesoare multi-core decât altele. În mod similar, hardware-ul și software-ul de operare al computerului trebuie să fie compatibile cu un procesor dual-core.
Chiar dacă o anumită aplicație nu utilizează în mod semnificativ miezul suplimentar, un computer cu un procesor multi-core rulează încă mai repede, deoarece poate procesa fire de la mai multe aplicații simultan.
Deși un procesor dual-core are de două ori puterea de procesare ca procesor cu un singur nucleu, de obicei nu funcționează de două ori mai rapid. În practică, procesoarele cu două nuclee realizează o creștere de 50% a performanței față de procesoare similare cu un singur nucleu. Cu toate acestea, aproape toate operațiunile ating cel puțin unele beneficii de la un procesor dual-core.