O Pentium 4 é a quinta geração de microprocessadores com arquitetura x86 fabricados pela Intel, é o primeiro CPU totalmente redesenhado desde o Pentium Pro de 1995. Ao contrário do Pentium II, o Pentium III, e os vários Celerons, herdou muito pouco do design do Pentium Pro, tendo sido criado do zero desde o inicio. Uma das características da micro arquitetura NetBurst era seu pipeline longo, desenhado com a intenção de permitir frequências elevadas. Também foi introduzido a instrução SSE2 com um integrador SIMD mais rápido, e cálculo de pontos flutuantes em 64-bit.
O Pentium 4 original, com o nome de código "Willamette", foi introduzido em novembro de 2000 para o Socket423, sendo lançados em versões 1.3 a 2.0 GHz. Para surpresa da maioria dos observadores da indústria, o Pentium 4 não melhorou em relação ao velho projecto do P3 em qualquer uma das duas medidas chave de desempenho normal: velocidade de processamento de inteiros ou no desempenho de pontos flutuantes: pelo contrário, sacrificou o desempenho por-ciclo a fim de ganhar duas coisas: velocidades de clock muito elevados e desempenho de SSE. Como é tradicional na Intel, o P4 vem também em uma versão Celeron de gama baixa (freqüentemente referida como Celeron 4) e uma versão topo de gama Xeon recomendada para configurações de SMP.
O Pentium 4 executa muito menos trabalho por ciclo do que outros microprocessadores (tais como o Athlon ou o velho Pentium III), mas o objetivo do projeto original foi cumprido - sacrificando as instruções por ciclo de pulsos de disparo (clock) a fim de conseguir um número maior de ciclos por segundo (isto é, uma freqüência maior ou velocidade de clock).
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