PLC CPU ünitesi, giriş görüntü tablosundaki saha sinyallerini program belleğindeki mantıkla işler ve sonuçları çıkışlara, hareket eksenlerine veya endüstriyel ağlara aktarır. Omron NX1P2 ailesinde 24 ve 40 dahili I/O seçenekleri, 20.4–28.8 VDC besleme ve 4–8 eksen kontrol kapasitesi bulunur; NJ501 modelleri 16, 32 veya 64 eksen ile 20 MB program belleğine kadar çıkar. CS1G-CPU45H ise 60K adım program ve 5120 I/O noktasına kadar genişleme kapasitesiyle daha büyük raf sistemlerine yönelir. Mitsubishi FX5U kompakt makine kontrolünde dahili I/O ve Ethernet bağlantısını aynı gövdede sunarken, R04CPU modüler iQ-R mimarisinde yüksek hızlı çevrim ve geniş ağ entegrasyonu sağlar. Program kapasitesi, çevrim süresi, dahili I/O, hareket kontrolü ve EtherCAT, EtherNet/IP veya Profinet desteği CPU aileleri arasındaki teknik farkları oluşturur. PLC CPU ünitesi seçim rehberi bu parametreleri uygulama ölçeğine göre ayrıntılandırır.