单片机运算时钟频率一般只有几兆至几十兆Hz，如80C51单片机常用的晶振频率有6MHz、11.0592MHz和24MHz等；单片机内部程序空间也比较小，一般在几KB到几十KB；单片机内存RAM一般为几百个B到几KB。虽然单片机的性能无法和PC计算机相比，但是单片机具有高可靠性、体积小、智能性、实时性强等诸多特点，而且价格低廉，使单片机成为工程师们开发嵌入式应用系统和小型智能化产品的首选。
举个单片机应用的典型例子。如老式洗衣机采用的机械式定时控制器，功能单一，而故障频繁。要开发家用智能化洗衣机，采用性能强大的通用计算机（PC机）固然能够轻易实现，但是这样就大材小用了，而且其成本太高，体积庞大……最佳的解决方案就是采用廉价单片机，采用“单片机＋控制程序＋接口电路＋执行机构”的智能化洗衣机控制方案后，洗衣机就有了智能化的特性，能够自动进行控制整个洗涤过程，包括注水、加洗衣粉、洗涤、漂洗、脱水、烘干等一系列工作过程，甚至能够自动判断洗衣量及衣服材质而采用最佳的洗涤方式，并且有多种不同的洗涤程序（方式）给你选择，你只需把衣服放进洗衣机，以后的洗衣过程就在单片机的自动控制下完成了，洗涤完后你拿出来就已经烘干可以穿了。这就是实实在在的全自动、智能化，极大地降低了我们的劳动强度。
从上面的简单例子中，我们看到了单片机应用的现实意义。单片机极高的可靠性、微型性和智能性使单片机已成为工业控制领域中普遍采用的智能化控制工具，已经深深地渗入我们的日常生活——小到玩具、家电行业，大到车载、舰船电子系统，遍及计量测试、工业过程控制、机械电子、金融电子、商用电子、办公自动化、工业机器人、军事和航空航天等领域都可见到单片机的身影。

智能产品

单片机微处理器与传统的机械产品相结合，使传统机械产品结构简化、控制智能化，构成新一代的机电一体化的产品。例如传真打字机采用单片机，可以取代近千个机械器件；缝纫机采用单片机控制，可执行多功能自动操作、自动调速、控制缝纫花样的选择。

智能仪表

用单片机微处理器改良原有的测量、控制仪表，能使仪表数字化、智能化、多功能化、综合化。而测量仪器中的误差修正、线性化等问题也可迎刃而解。

测控系统

用单片机微处理器可以设计各种工业控制系统、环境控制系统、数据控制系统，例如温室人工气候控制、水闸自动控制、电镀生产线自动控制、汽轮机电液调节系统等。

数控型控制机

在目前数字控制系统的简易控制机中，采用单片机可提高可靠性，增强其功能、降低成本。例如在两坐标的连续控制系统中，用80C5l单片机微处理器组成的系统代替Z80组合系统，在完成同样功能的条件下，其程序长度可减少50%，提高了执行速度。数控型控制机采用单片机后可能改变其结构模式，例如使控制机与伺服控制分开，用单片机构成的步进电机控制器可减轻数控型控制机的负担。

智能接口

微电脑系统，特别是较大型的工业测控系统中，除外围装置（打印机、键盘、磁盘、CRT）外，还有许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口。这些外围装置与接口如果完全由主机进行管理，势必造成主机负担过重，降低执行速度。如果采用单片机进行接口的控制与管理，单片机微处理器与主机可并行工作，大大地提高系统的执行速度。如在大型数据采集系统中，用单片机对模拟/数字转换接口进行控制不仅可提高采集速度，还可对数据进行预先处理，如数字滤波、线性化处理、误差修正等。在通信接口中采用单片机可对数据进行编码译码、分配管理、接收/发送控制等。