سخت افزار رایانه (به انگلیسی: Computer Hardware) به مجموعه ای از اجزای فیزیکی گفته می شود که یک رایانه را می سازند. سخت افزار رایانه درواقع همان قسمت ها یا اجزای فیزیکی رایانه مانند نمایشگر، موشواره، صفحه کلید، دیسک سخت، واحد سیستم (کارت های گرافیک، کارت های صدا، حافظه اصلی، مادربورد و تراشه های دیگر) و ... هستند که قابل لمس اند.
در مقابل، نرم افزار مجموعه ای از دستورالعامل های قابل خواندن برای ماشین است که به پردازنده مرکزی امر می کند تا اعمال خاصی را انجام دهد. ترکیبی از نرم افزار و سخت افزار یک سیستم رایانه قابل استفاده را به وجود می آورند.
معماری فون نویمان
الگوی ساخت تمام رایانه های امروزی معماری فون نویمان است. این معماری برای اولین بار در گزارشی به قلم ریاضی دان مجارستانی، جان فون نویمان در سال ۱۹۴۵ توضیح داده شد. معماری فون نویمان روش طراحی یک رایانه دیجیتال را با تقسیم آن به واحد پردازنده مرکزی، حافظه اصلی، حافظه های ذخیره سازی انبوه و ساز و کارهای ورودی/خروجی شرح می دهد. در این تقسیم بندی واحد پردازنده مرکزی شامل واحد محاسبه و منطق، ثبات ها و یک واحد کنترل (شامل ثبات شمارنده برنامه، ثبات دستورالعمل و ...) است. حافظه اصلی نیز برای ذخیره سازی داده ها و دستورالعامل ها مورد استفاده قرار می گیرد.
مفهوم عبارت معماری فون نویمان به تدریج گسترش پیدا کرد و به معنای رایانه های تک حافظه ای درآمد که در آن ها امکان واکشی یک دستورالعمل و یک داده به صورت همزمان وجود ندارد زیرا هر دو از یک گذرگاه مشترک استفاده می کنند. این مسئله که به گلوگاه معماری فون نویمان نیز معروف است، باعث کاهش کارایی اینگونه سیستم ها می شود.
درون یک رایانه: منبع تغذیه در قسمت پایین، خود دارای یک خنک کننده جداگانه است.
رایانه های شخصی، که با عنوان PC نیز شناخته می شوند، یکی از رایج ترین انواع رایانه ها هستند که به دلیل تنوع، همه کاره بودن و قیمت پایین تر بیش از انواع دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. لپ تاپ ها نیز در کل همان رایانه های شخصی هستند که معمولاً با سخت افزارهای کم مصرف تر و کوچک تر ساخته می شوند.
جعبه یا کیس
جعبه رایانه (به انگلیسی: Computer Case) یک محفظه پلاستیکی یا فلزی است که بیشتر قطعات سخت افزاری یک رایانه در درون آن قرار می گیرند. نسخه های مربوط به رایانه های رومیزی معمولاً در اندازه هایی ساخته می شوند که بتوان آن ها را در زیر یک میز جا داد؛ با این حال در سال های اخیر طراحی های کوچک تری نیز به وجود آمده و محصولاتی مانند آی مک شرکت اپل تمامی سخت افزارها را در درون یک جعبه قرار می دهند. لپ تاپ ها نیز رایانه هایی هستند که در فرم یک جعبه تاشو ساخته می شوند. در سال های اخیر طراحی این گونه رایانه ها نیز دچار تحول شده است. برای مثال نسخه هایی از لپ تاپ ها به وجود آمده اند نمایشگر آن ها جدا شده و تبدیل به تبلت می شوند.
منبع تغذیه یا پاور
یک واحد منبع تغذیه (به انگلیسی: Power Supply Unit) مسئول تبدیل برق متناوب با ولتاژ بالا به برق مستقیم با ولتاژ پایین و قابل استفاده برای قطعات سخت افزاری رایانه است. لپ تاپ ها می توانند به کمک باتری نیز تا چند ساعت انرژی مورد نیاز رایانه را تأمین کنند.
مادِربورد یا بورد اصلی
مادربورد یا بوردِ اصلی (به انگلیسی: Motherboard) قسمت اصلی سخت افزار یک رایانه است. بورد اصلی یک قطعه مستطیل شکل بزرگ است که مدارهای مجتمع فراوانی دارد. این قطعه تمامی سخت افزارهای دیگر رایانه مانند پردازنده مرکزی، رم، دیسک خوان ها (دیسک سخت، دیسک نوری و ...) و دیگر قطعات متصل شدنی را به هم متصل می کند.