C8051F单片机是完全集成的混合信号系统级芯片（SOC），具有与8051完全兼容的指令内核，该单片机采用流水线处理技术，能在执行指令期间预处理下一条指令，提高了效率。而且大部分型号的C8051F单片机，片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟和数字外设及其他功能部件，内置FLASH程序存储器和RAM数据存储器，部分芯片上还集成了外部数据存储器，即XRAM。C8051F单片机具有片内调试电路，通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在系统调试。下表为C8051F系列具有代表性的型号的主要特性:
