AT89C51是以ALU位中心的8位微控制器（MCU），完成运算和控制功能；内部有128B的数据存储器（内部RAM），地址范围00H～7FH；有21个特殊功能寄存器，在内部RAM的SFR块中（又称专用寄存器），离散分布于地址80H～FFH中。计数器PC，是一个独立的16位专用寄存器，其内容为将要执行的指令地址（程序存储器地址）。

　　51系列单片机在存储器配置上采用“哈佛”结构，即物理上具有独立的程序寄存器和数据寄存器，但逻辑上采用相同的地址空间，利用不同的指令和寻址方式进行访问。AT89C51内部有4kB FLASH，用来存储程序、原始数据、表格等，称为程序存储器（片内ROM）；有4个8位可编程I/O口（P0、P1、P2、P3）；一个UART串行通信口；2个16位定时/计数器；5个中断源，两个中断优先级的中断控制系统；一个片内振荡器和时钟电路。