W ramach jednej generacji wszystkie modele i odmiany Pentium miały zazwyczaj tę samą podstawową mikroarchitekturę, ale różniły się zazwyczaj częstotliwością taktowania, wielkością cache i obudową. Zdarzają się jednak przypadki, że jedyną cechą łączącą jest nazwa, bo same chipy nie mają prawie żadnych innych cech wspólnych – tak jak pierwsze Pentium i Pentium Pro lub Pentium 4 i Pentium M.

Pentium I Pentium miał się oryginalnie nazywać 80586 lub i586, jednak ponieważ Intel nie mógł zarejestrować samych cyfr jako znaku towarowego, wybrano nazwę „Pentium”. Niemniej w pierwszych programach powstałych w tym czasie i w ich dokumentacji używano często nazwy „i586”. Nazwa wzięła się z greckiej cyfry „pięć” ( ‘pente’), gdyż była to piąta generacja procesorów, i końcówki łacińskiej -ium.

Główne zmiany w porównaniu z 486 Architektura superskalarna – Pentium został pierwszym procesorem CISC, w którym użyto typowego dla konkurencyjnej architektury RISC rozwiązania zwanego „potokami” (ang. pipelines). Jeden potok „U” potrafiący wykonać każdą instrukcję, a drugi – „V” potrafiący wykonywać jedynie najprostsze, najczęściej używane komendy, co pozwalało Pentium na wykonywanie więcej niż jednej instrukcji w czasie pojedynczego cyklu.