冯·诺伊曼结构(英语：Von Neumann architecture)，也称冯·诺伊曼模型(Von Neumann model)或普林斯顿结构(Princeton architecture)，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的电脑设计概念结构。本词描述的是一种实现通用图灵机的计算设备，以及一种相对于并行计算的序列式结构参考模型(referential model)。

本结构隐约指导了将存储设备与中央处理器分开的概念，因此依本结构设计出的计算机又称存储程序计算机。

历史

最早的计算机器仅内含固定用途的程序。现代的某些计算机依然维持这样的设计方式，通常是为了简化或教育目的。例如一个计算器仅有固定的数学计算程序，它不能拿来当作文字处理软件，更不能拿来玩游戏。若想要改变此机器的程序，你必须更改线路、更改结构甚至重新设计此机器。当然最早的计算机并没有设计的那么可编程。当时所谓的“重写程序”很可能指的是纸笔设计程序步骤，接着制订工程细节，再施工将机器的电路配线或结构改变。而存储程序型电脑的概念改变了这一切。借由创造一组指令集结构，并将所谓的运算转化成一串程序指令的运行细节，让此机器更有弹性。借着将指令当成一种特别类型的静态数据，一台存储程序型电脑可轻易改变其程序，并在程控下改变其运算内容。冯·诺伊曼结构与存储程序型电脑是互相通用的名词，其用法将于下述。而哈佛结构则是一种将程序数据与普通数据分开存储的设计概念，但是它并未完全突破冯.诺伊曼架构。

存储程序型概念也可让程序运行时自我修改程序的运算内容。本概念的设计动机之一就是可让程序自行增加内容或改变程序指令的存储器位置，因为早期的设计都要用户手动修改。但随着变址寄存器与间接位置访问变成硬件结构的必备机制后，本功能就不如以往重要了。而程序自我修改这项特色也被现代程序设计所弃扬，因为它会造成理解与调试的难度，且现代中央处理器的管线与缓存机制会让此功能效率降低。

从整体而言，将指令当成数据的概念使得汇编语言、编译器与其他自动编程工具得以实现；可以用这些“自动编程的程序”，以人类较易理解的方式编写程序[1]；从局部来看，强调I/O的机器，例如Bitblt，想要修改画面上的图样，以往是认为若没有客制化硬件就办不到。但之后显示这些功能可以借由“运行中编译”技术而有效达到。

此结构当然有所缺陷，除了下列将述的冯·诺伊曼瓶颈之外，修改程序很可能是非常具伤害性的，无论无意或设计错误。在一个简单的存储程序型电脑上，一个设计不良的程序可能会伤害自己、其他程序甚或是操作系统，导致死机。缓存溢出就是一个典型例子。而创造或更改其他程序的能力也导致了恶意软件的出现。利用缓存溢出，一个恶意程序可以覆盖调用堆栈(Call stack)并改写代码，并且修改其他程序文件以造成连锁破坏。存储器保护机制及其他形式的访问控制可以保护意外或恶意的代码更动。

第一次提出及实现

冯·诺伊曼结构这个词出自约翰·冯·诺伊曼的论文：First Draft of a Report on the EDVAC[2]，于1945年6月30日。冯·诺依曼由于在曼哈顿工程中需要大量的运算，从而使用了当时最先进的两台计算机Mark I和ENIAC，在使用Mark I和ENIAC的过程中，他意识到了存储程序的重要性，从而提出了存储程序逻辑架构。虽然冯·诺伊曼的概念非常新颖，但冯·诺伊曼结构这个词，对冯·诺伊曼的合作伙伴、时人甚至先辈都不公平。

一份康拉德·楚泽提出的专利应用就已在1936年点出这类概念。而存储程序型电脑的概念早在冯·诺伊曼知晓ENIAC的存在前就已在宾州大学的摩尔电机学院流传了。此构想的确实创立者永远是个谜。

赫曼·鲁寇夫(Herman Lukoff)相信是艾克特创建此概念。

毛奇利(Mauchly)与艾克特(Eckert)在1943年于他们建造ENIAC时写下关于存储程序的概念，另外，ENIAC项目管理员布莱德(Grist Brainerd)在1943年12月为ENIAC做的进度