A operação do Pentium II pode ser resumida em quatro passos: o processador busca instruções na memória, na ordem em que ocorrem no programa estático; cada instrução é traduzida em uma ou mais instruções RISC de tamanho fixo, conhecidas como microoperações; o processador executa as microoperações em uma organização de pipeline, de forma que as microoperações possam ser executadas fora de ordem; o processador submete os resultados da execução de cada microoperação para o conjunto de registradores do processador na ordem em que ocorreriam no fluxo original do programa.