Vi điều khiển và vi xử lý có rất nhiều điểm khác nhau. Sự khác biệt đầu tiên và quan trọng nhất chính là chức năng của nó. Để bộ vi xử lý có thể hoạt động được, các thành phần ngoại vi khác như bộ nhớ phải được thêm vào nó. Mặc dù các bộ vi xử lý được coi là những bộ máy tính toán mạnh mẽ, nhưng điểm yếu của chúng là chúng không được thiết kế để giao tiếp trực tiếp với các thiết bị ngoại vi.

Để giao tiếp với môi trường ngoại vi, bộ vi xử lý phải cần thêm các bo mạch đặc biệt khác bên ngoài. Bộ vi xử lý được ví như trái tim thuần khiết của các máy tính, và nó không thể hoạt động một mình được. Đây là đặc trưng của các bộ vi xử lý, và điều này vẫn giữ nguyên cho đến ngày hôm nay.

Đối lập với vi xử lý, vi điều khiển được thiết kế để gói gọn tất cả trong một, bao gồm bộ vi xử lý, các thành phần hỗ trợ cho bộ vi xử lý, các bo mạch cần thiết để kết nối với các thiết bị ngoại vi bên ngoài. Chúng ta không cần thêm bất kỳ một thành phần nào khác để thực hiện các chức năng của vi điều khiển, vì tất cả các bo mạch cần thiết nếu không thuộc về các thiết bị ngoại vi thì đều đã được tích hợp trong chính nó. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và không gian cần thiết để thiết kế một thiết bị hoàn chỉnh - một hệ thống nhúng.