NPU（Neural Processing Unit：神經網路處理器）是專門用於深度學習推論處理的專用處理器。具備以超大規模平行方式處理矩陣運算與卷積運算的架構，特點是運算效率（TOPS/W）比CPU/GPU高出10～100倍以上。作為SoC的一部分內建於智慧型手機、平板、個人電腦、車用ECU等邊緣裝置，以即時且低功耗的方式執行相機AI處理、語音辨識、自然語言處理與生物辨識。
NPU的代表性產品包括Apple Neural Engine（搭載於A/M系列晶片，A17 Pro最高38TOPS）、Qualcomm Hexagon NPU（搭載於Snapdragon 8 Gen 3）、MediaTek APU（搭載於Dimensity系列）、Google Tensor G3（搭載於Pixel）。智慧型手機用SoC自2017年前後起已將NPU列為標準配備，成為各公司的差異化要素。在車用領域，NVIDIA DRIVE、Mobileye EyeQ、瑞薩V4H等也搭載NPU。
NPU主要以台積電的先進製程（3nm、4nm）製造，微縮帶來的電晶體密度提升直接關係到NPU運算效能的提升。NPU在SoC中定位為AI加速器核心，與CPU、GPU協作實現異質運算。隨著AI智慧型手機與邊緣AI快速成長，NPU是帶動先進節點晶圓代工需求增加的重要產品類別。AI加速器整體請參閱AI 加速器的用語。