Ponadto SoC wyposażone są w CPU o stosunkowo dużej mocy obliczeniowej, pozwalającej uruchamiać systemy operacyjne takie jak Linux, Windows CE / Windows Mobile lub nawet ich odpowiedniki desktopowe, a także mogą obsługiwać bardziej wyspecjalizowane peryferia niż mikrokontrolery.
Struktura Typowy układ typu SoC składa się z elementów takich jak: pojedynczy mikroprocesor, mikrokontroler lub rdzeń DSP; bloki pamięci złożone z modułów RAM, ROM, EEPROM lub FLASH; układy czasowo-licznikowe; kontrolery transmisji szeregowej lub równoległej (np. UART, SPI, USB, Ethernet, FireWire); przetworniki analogowo-cyfrowe lub cyfrowo-analogowe; obwody zarządzania zasilaniem.
Niektóre układy SoC mogą zawierać kilka jednostek obliczeniowych, a są one określane mianem MPSoC (ang. Multiprocessor System-on-Chip).
Projektowanie SoC Opracowywanie układów SoC przebiega równolegle w dwóch procesach: rozwijana jest baza sprzętowa oraz programowa integrująca mikroprocesor, mikrokontroler lub rdzeń DSP z peryferiami i interfejsami.