单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它在一开始被用在工业控制领域。单片机由芯片内有CPU的专门处理器发展而来。一开始的设计理念是通过将大量外部设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专门处理器的发展便分道扬镳。

单片机比专门处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了比较多的应用。事实上单片机是世界上数量多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多。