Procesor wielordzeniowy – procesor mający więcej niż jeden rdzeń fizyczny. Technologia ta ma na celu zwiększenie wydajności procesora, zmniejszenie zużycia energii i bardziej efektywnego jednoczesnego przetwarzania wielu zadań[1].
Najpopularniejszymi tego typu procesorami są jednostki dwu- i czterordzeniowe (choć liczba często dochodzi do 8, a w specjalnych wykonaniach do 32). Firma Intel opracowała technologię wielowątkowości, w której jeden rdzeń fizyczny emuluje dwa. Procesory wielordzeniowe mają zwielokrotnioną, w zależności od liczby rdzeni, pamięć podręczną.