Pentium 4 là bộ vi xử lý kiến trúc x86 thế hệ thứ 7 do Intel sản xuất, và là thiết kế CPU hoàn toàn mới đầu tiên của họ kể từ Pentium III năm 1995. Thiết kế mới này được gọi là kiến trúc NetBurst. Không như Pentium II, Pentium III, và các loại Celeron khác nhau, kiến trúc này khác được tạo mới hoàn toàn và thừa kế rất ít từ thiết kế Pentium Pro/P6.Bộ vi xử lý Pentium 4 đầu tiên, mã hiệu là "Willamette", chạy với tốc độ 1.4 và 1.5 GHz và đã được phát hành vào tháng 11 năm 2000 trên nền Socket 423, và sau đó đã chạy với tốc độ từ 1.5 GHz tới 2 GHz trên Socket 478. Được ghi nhận cùng với sự ra đời của Pentium 4 là bus FSB (Front side bus) nhanh với tốc độ 400 MT/s. Khi đó, chip AMD Athlon đang chạy với tốc độ 266 MT/s.Dòng vi xử lý Pentium 4 đã kết thúc vào ngày 27 tháng 7 năm 2006, được thay thể bởi dòng Intel Core 2 - dòng sử dụng nhân "Conroe".