单片机，也称为单片微控制器（Microcontroller Unit，简称MCU），是一种集成电路芯片，它在一个芯片上集成了中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出（I/O）端口和其他必要的外围电路。通过超大规模集成电路技术，这些功能被整合在一块硅片上，形成一个超小型的计算机系统。

单片机的特点包括高集成度、体积小、高可靠性、低电压、低功耗，便于生产便携式产品，并且性能极高。它们广泛应用于工业控制、电子设备、消费电子产品等多个领域。

单片机的工作原理主要包括时钟电路提供基准时钟信号，控制CPU的运行速度和时间节奏，以及存储器用于存储程序和数据。它们可以通过编程来实现各种控制和计算任务，是嵌入式系统中不可或缺的组件。

总结来说，单片机是一种高度集成的微型计算机系统，广泛应用于各种需要控制和计算的应用场合。