冯诺依曼计算机工作的基本原理是存储程序和自动执行程序。50年代冯诺依曼提出了五大部件和存储程序概念，计算机由输入设备、存储器、控制器、运算器、输出设备组成，指令和数据可一起放在存储器，程序按顺序自动执行。
从20世纪初，物理学和电子学科学家们就在争论制造可以进行数值计算的机器应该采用什么样的结构。人们被十进制这个人类习惯的计数方法所困扰。所以，那时以研制模拟计算机的唿声更为响亮和有力。20世纪30年代中期，匈牙利科学家冯诺依曼大胆地提出，抛弃十进制，采用二进制作为数字计算机的数制基础。同时，他还说预先编制计算程序，然后由计算机来按照人们事前制定的计算顺序来执行数值计算工作。
冯·诺依曼计算机使用冯诺依曼体系机构的电子数字计算机。1945年6月，冯·诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是所有现代电子计算机的模板，被称为“冯·诺依曼结构”，按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机，又称为通用计算机。冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。从EDVAC到当前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系结构。所以冯诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。
冯·诺依曼计算机的特点是：程序以二进制代码的形式存放在存储器中；所有的指令都是由操作码和地址码组成；指令在其存储过程中按照执行的顺序进行存储；以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。冯诺依曼计算机广泛应用于数据的处理和控制方面，但是存在一定的局限性。
