Un processeur bicœur ou multicœur fonctionne en combinant deux cœurs physiques dans une unité de traitement centrale, permettant au processeur de gérer plusieurs threads de données à la fois. Le cœur d'un processeur est la partie qui fait tout le travail réel. Dans un sens, un processeur dual-core est comme avoir deux processeurs single core dans le même ordinateur ; cependant, étant donné qu'ils sont directement connectés les uns aux autres, ils peuvent travailler encore plus efficacement ensemble.
Pour qu'un processeur double cœur fonctionne, le logiciel doit savoir comment envoyer des fils d'informations aux deux cœurs pour traitement. Certaines applications sont beaucoup plus performantes avec des processeurs multicœurs que d'autres. De même, le matériel et le logiciel d'exploitation de l'ordinateur doivent être compatibles avec un processeur double cœur.
Même si une certaine application n'utilise pas de manière significative le ou les cœurs supplémentaires, un ordinateur doté d'un processeur multicœur fonctionne toujours plus rapidement car il peut traiter les threads de plusieurs applications à la fois.
Bien qu'un processeur double cœur ait deux fois la puissance de traitement d'un processeur simple cœur, il n'est généralement pas deux fois plus rapide. Dans la pratique, les processeurs dual-core atteignent une amélioration des performances d'environ 50 % par rapport aux processeurs single-core similaires. Néanmoins, presque toutes les opérations tirent au moins certains avantages d'un processeur double cœur.