Von Neumann pomógł sporządzić projekt komputera cyfrowego; jego nazwiskiem nadal sygnuje się schemat budowy większości maszyn cyfrowych. Komputer von Neumanna składa się z centralnej jednostki obliczeniowej . (CPU, central processing unit), która wykonuje działania logiczne i arytmetyczne, oraz z układu magazynowego (pamięci), gdzie przechowywane są rozkazy oraz dane czekające na przetworzenie ich w procesorze. Magazynowanie i przetwarzanie jest w pełni elektroniczne. Pamięć składa się z nośników elektronicznych (obecnie na ogół tranzystorów), które przechowują dane w kodzie binarnym (dwójkowym), jako ciągi zer i jedynek. Maszyna działa przerzucając elektroniczną informację (z szybkością zbliżoną do prędkości światła) tam i z powrotem między pamięcią a procesorem.