Von Neumannova arhitektura je rana, utjecajna vrsta računalne strukture. Prvenstveno se sastoji od memorijskih čipova koji su u stanju držati i obraditi podatke. Svaki čip ima sposobnost obavljanja različitih zadataka, ovisno o tome kako na njega utječe operacija koja je izvršena prije njega. U ovoj arhitekturi svako bi računalo imalo memoriju, mehanizme za izlaz i unos, središnju kontrolu, mjesto za središnju aritmetiku i vanjsku pohranu.
Računala s Von Neumannovom arhitekturom poznata su kao pohranjeni programi. To znači da računalo ne treba vanjske prekidače ili druge utjecaje za rad. Sve upute i podaci pohranjeni su u memoriji s slučajnim pristupom (RAM).
Von Neumannova arhitektura je nastala sredinom 1940-ih od strane Johna von Neumanna, pionirskog informatičkog znanstvenika. Rođen 1903. godine, napisao je i nekoliko matematičkih radova s vrlo utjecajnim teorijama koje su bile u upotrebi već desetljećima. U jednom od ovih radova opisao je strukturu potrebnu za stvaranje funkcionalnog računala. Ova programska struktura čini osnovu za značajan postotak trenutne računalne arhitekture.
Prije Von Neumannova sustava, računala su u osnovi bila dizajnirana, a ne programirana. Nakon što je stroj sastavljen, mogao je obavljati samo jednu funkciju. Kako bi se promijenilo ono što je računalo radilo, bilo je potrebno ponovno ožičiti, dodati komponente ili na drugi način promijeniti fizičku strukturu stroja.
Dok mnoga moderna računala i dalje imaju neku bazu u Von Neumannovoj arhitekturi, neki su programeri počeli odbacivati koncept radi učinkovitijih modela. Fenomen poznat kao Von Neumannovo usko grlo jedan je od primarnih problema sa strukturom. Problem s uskim grlom je u tome što operacije koje obrađuju informacije i podatke dijele istu sabirnicu, što je način prijenosa ovih elemenata. To utječe na učinkovitost i ukupnu sposobnost sustava.
U moderno doba ova se arhitektura često zamjenjuje arhitekturom Harvarda. To je također pohranjeni programski tip arhitekture. Harvardska arhitektura upravlja pohranom, podacima i uputama na sličan način, ali ima više resursa za prijenos informacija. Struktura ima namjenske podatkovne sabirnice za prijenos instrukcija i memorije, tako da više funkcija može raditi u isto vrijeme. Iako je Harvardska arhitektura porasla u popularnosti, još uvijek postoje neki koji preferiraju jednostavniju Von Neumannovu arhitekturu, koja može biti pristupačniji format posebno početnicima računalnih programera.