Đặc điểm chính: Kiến trúc von-Neumann dựa trên 3 khái niệm cơ sở: (1) Lệnh và dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ đọc ghi chia sẻ - một bộ nhớ duy nhất được sử dụng để lưu trữ cả lệnh và dữ liệu, (2) Bộ nhớ được đánh địa chỉ theo vùng, không phụ thuộc vào nội dung nó lưu trữ và (3) Các lệnh của một chương trình được thực hiện tuần tự. Quá trình thực hiện lệnh được chia thành 3 giai đoạn chính: (1) CPU đọc lệnh từ bộ nhớ, (2) CPU giải mã và thực hiện lệnh (nếu lệnh yêu cầu dữ liệu), CPU đọc dữ liệu từ bộ nhớ và (3) CPU ghi kết quả thực hiện lệnh vào bộ nhớ. Kiến trúc máy tính Harvard chia bộ nhớ trong thành hai phần riêng rẽ: Bộ nhớ lưu chương trình và bộ nhớ lưu dữ liệu. Hai hệ thống bus riêng được sử dụng để kết nối CPU với bộ nhớ lưu chương trình và bộ nhớ lưu dữ liệu. Mỗi hệ thống bus đều có đầy đủ ba thành phần để truyền dẫn các tín hiệu địa chỉ, dữ liệu và điều khiển. Máy tính dựa trên kiến trúc Harvard có khả năng đạt được tốc độ xử lý cao hơn máy tính dựa trên kiến trúc von-Neumann do kiến trúc Harvard hỗ trợ hai hệ thống bus độc lập với băng thông lớn hơn. Nhờ có hai hệ thống bus độc lập, hệ thống nhớ trong kiến trúc Harvard hỗ trợ nhiều lệnh truy nhập bộ nhớ tại một thời điểm, giúp giảm xung đột truy nhập bộ nhớ, đặc biệt khi CPU sử dụng kỹ thuật đường ống (pipeline). Điểm khác nhau: Kt von-Neumman sử dụng một bộ nhớ duy nhất để lưu lệnh và dữ liệu và 1 hệ thống bus để kết nối; còn Havard sử dụng 2 bộ nhớ, 1 lưu chương trình, 1 lưu dữ liệu và 2 hệ thống bus riêng để kết nối từng thành phần với CPU. Các lệnh trong hệ thống von-Neumman được thực hiện tuần tự còn hệ thống Havard hỗ trợ nhiều lệnh truy cập bộ nhớ tại một thời điểm nên tốc độ xử lý của Havard cao hơn và tiên tiến hơn von-Neumman.