(1)通用型/專用型。
通用型單片機：不是為某種專門用途設計的，如80C51。
專用型單片機：針對某壹類產品甚至某壹個產品而設計生產的，如VCD、DVD以及PC機聲卡、顯卡中的CPU芯片。專用型單片機可最大限度地簡化系統結構，提高資源利用率，降低成本。目前，開發專用型芯片是單片機發展的壹個重要分支。
(2)總線型/非總線型。
總線型單片機：有並行地址總線、數據總線和控制總線外部引腳，可以用來並行擴展外圍器件。
非總線型單片機：無並行地址總線、數據總線和控制總線外部引腳，不能並行擴展外圍器件。將需要的外圍器件及外設接口集成在單片機內，省去原用於並行擴展的地址總線、數據總線和無用的控制端線，減少了芯片引腳數和芯片體積。若需要擴展時可通過串行口擴展。
(3)CISC/RISC指令結構。
CISC指令結構：指令復雜，指令代碼、周期數不統壹，因此指令運行很難實現流水線操作，大大阻礙了運行速度的提高，如MCS-51系列單片機。
RISC指令結構：絕大部分成為單周期指令，從而實現流水線操作，在fosc相同的條件下，大大提高了指令運行的速度，如PIC系列單片機。
(4)OTPROM型/EPROM型/Flash ROM型。
單片機的片內ROM形式目前應用較廣泛的主要有三種：OTPROM、EPROM和FlashROM。
OTPROM可由用戶壹次性自行寫入，但寫入後不能修改，其價格較低，僅適用於大批量生產的成熟產品。
EPROM可由用戶用專門的EPROM編程器自行寫入，修改時需用強紫外線照射，擦除原有信息，能反復多次使用。擦寫不如Flash ROM不方便，且成本較高，目前也已逐漸淘汰。
Flash ROM是壹種新型的電可擦除、非易失性存儲器，使用方便，價格低廉，可多次擦寫，近年來應用廣泛。