硬件性能主要是指手机的CPU，也即是处理器。处理器（Center Processing Unit，简称CPU）是手机的核心部件，手机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU)，它是整台手机的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制核心。微处理器通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库，达到对手机整体监控的目的。凡是要处理的数据都要经过CPU来完成，手机各个部分管理等都离不开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。随着集成电路生产技术及工艺水平的不断提高，手机中微处理器的功能越来越强大，如在微处理器中集成先进的数字信号处理器(DSP)等。处理器的性能决定了整部手机的性能。 放眼当前的手机处理器市场，主要由德州仪器TI和Intel两家公司霸占。

    一些处理器的常见型号：TI公司的OMAP730由一颗程序处理器ARM926和一个GSM/GPRS通讯芯片组成。其中ARM926的工作频率提升至200MHz，拥有16KB一级缓存。其中新加入的JAVA硬件加速是另一大看点，使用机型多普达565、575、585；OMAP850的应用程序处理器和OMAP750一样，都是ARM926，而且工作频率为200MHz，同时还拥有16KB一级缓存。与此同时，与OMAP750和OMAP730一致的JAVA硬件加速可使智能手机大幅提升在流媒体和应用程序中的处理性能，使用机型多普达577W、586W、710、830、838；OMAP1710当中包含的程序处理器型号依旧为ARM926，不过它的最大工作频率可以达到220MHz，而且绝大部分的诺基亚S60智能手机也都将频率锁定在了这个标准上。与此同时，ARM926的一级缓存已经提升为32KB，达到了原来的2倍，依旧支持JAVA硬件加速，因此TI宣称OMAP1710比前一代处理器又有了40%提升，使用机型：诺基亚6630、6681、E61、N70、N72、N73、N80、N90、N91等；OMAP2420当中包含的程序处理器型号为ARM1136，它的最大工作频率可以达到330MHz。之所以诺基亚会选择这么高主频的处理器，最主要的原因就在于它们的N93配备了一颗320万像素的“卡尔·蔡司”自动对焦镜头，并且支持3倍光学变焦。同时它还能全屏播放QVGA分辨率的MP4文件，支持Wi-Fi无线上网（仅限非大陆行货），可录制接近DVD画质的视频，功能可谓非常强大，使用机型诺基亚N93。Intel公司的PXA27X处理器是目前最新款、也是最为强大的CPU了。这个家族中共有三位成员，分别是PXA270、PXA271和PXA272，它们也是Intel旗下第一批嵌入Wireless MMX技术的中央处理器。同PXA26X系列的情况一样，PXA27X也不是以频率的高低来简单区分型号，它们最高可达624MHz，最低为312MHz，使用机型PXA270系列312MHz：联想ET960、ET980，夏新E850；PXA270系列520MHz：多普达900，宇达电通Mio A700；PXA272系列416MHz：多普达818、828+，明基P50。