Tanpa melihat pada tipe PLC (kecil, sedang, besar) prosesor dan memori selalu dalam satu unit yang sama. Unit ini biasa disebut dengan CPU. Unit pengolah pusat atau CPU merupakan otak dari sebuah PLC yang merupakan sebuah mikrokontroler 8 bit, 16 bit atau 32 bit. CPU bertugas menangani komunikasi dengan piranti eksternal, interkonektivitas antarbagian bagian internal PLC, eksekusi program, manajemen memori, mengawasi atau mengamati sinyal masukan dan memberikan sinyal keluaran (sesuai dengan proses atau program yang dijalankan). Pada CPU juga dilengkapi dengan lampu indikator sebagai indikator terjadinya kesalahan dan kerusakan.
