計算機組成（computer organization）指的是系統結構的邏輯實現，包括機器機內的數據流和控制流的組成及邏輯設計等。
計算機組成的任務是在指令集系統結構確定分配給硬件系統的功能和概念結構之后，研究各組成部分的內部構造和相互聯系，以實現機器指令集的各種功能和特性。這種聯系包括各功能部件的內部和相互作用。
計算機組成要解決的問題是在所希望達到的性能和價格下，怎樣最佳，最合理地把各個數倍和部件組成成計算機，已實現所確定的ISA。計算機組成設計要確定的方面應包括：
(1)數據通路寬度：數據總線上一次并行傳送的信息位數�！�
(2)專用部件的設置：是否設置乘除法、浮點運算、字符處理、地址運算等專用部件，設置的數量與機器要達到的速度、價格及專用部件的使用頻度等有關。
(3)各種操作對部件的共享程度：分時共享使用程度高，雖限制了速度，但價格便宜。設置部件多降低共享程度，因操作并行度提高，可提高速度，但價格也會提高。
(4)功能部件的并行度：是用順序串行，還是用重疊、流水或分布式控制和處理。
(5)控制機構的組成方式：用硬聯還是微程序控制，是單機處理還是多機或功能分布處理。
(6)緩沖和排隊技術：部件間如何設置及設置多大容量的緩沖器來協調它們的速度差；用隨機、先進先出、先進后出、優先級，還是循環方式來安排事件處理的順序。
(7)預估、預判技術：為優化性能用什么原則預測未來行為。
(8)可靠性技術：用什么冗余和容錯技術來提高可靠性。