龍芯處理器架構秉承最佳的性能功耗比，以最小的功耗提供最高的性能一直是設計的目標。依此準則設計了一系列龍芯處理器，從32位計算技術到64位計算技術，從單發射到四發射，從簡單的訪存管理到多級CACHE管理，從定點指令到浮點指令，從多媒體指令到DSP指令，從單核到多核，從單純的處理器到集成北橋的處理器到SOC芯片，如今的龍芯處理器可支持從低端嵌入式應用到高端嵌入式應用，從桌面應用到高性能服務器應用的廣泛領域。

    從單核到多核處理器架構：

    無論是在學術界還是在產業界，高性能處理器采用多核結構已成為不可逆轉的趨勢。龍芯的多核架構采用了可伸縮、高帶寬的分布式CMP結構。這個結構集中了mesh網絡和交叉開關的優點，同時，每個核都可以選擇不同應用需求的處理器核，可以是64位的龍芯通用處理器核，也可以是專用的計算型處理器核，通過配置不同的核可滿足不同的應用需求。

    從單一指令集到虛擬機結構：

    虛擬機使用解釋和翻譯相結合的方式實現了在一個硬件平臺上運行多個硬件平臺軟件的目的。龍芯處理器架構將對虛擬機實現專門的硬件支持以提高虛擬機程序的效率。在這個架構中，核心不但能譯碼MIPS指令，同時也能譯碼虛擬機指令，從而可順利支持Linux上的虛擬機程序。通過這樣的結構，龍芯上將不僅能運行x86應用程序，也能運行Windows操作系統本省，為實現應用的跨平臺提供了保障。