Den definerende trekk ved moderne datamaskiner som skiller dem fra alle andre maskiner er at de kan programmeres. Det vil si at noen form av instruksjoner (programmet) kan gis til datamaskinen, og det vil fortsette å behandle dem. Mens noen datamaskiner kan ha merkelige begreper "instruksjoner" og "output" (se quantum computing), moderne datamaskiner basert på von Neumann-arkitektur har ofte maskinkode i form av et imperativ programmeringsspråk.
I praksis kan et dataprogram være bare noen få instruksjoner eller utvide til mange millioner instruksjoner, som gjør programmene for tekstbehandling og nettlesere for eksempel. En typisk moderne datamaskin kan utføre milliarder instruksjoner per sekund (gigaflops) og sjelden gjør en feil i løpet av mange års drift. Store dataprogrammer som består av flere millioner instruksjoner kan ta team av programmerere år å skrive, og på grunn av kompleksiteten i oppgaven nesten helt sikkert inneholde feil.
Lagrede program arkitektur Utdypende artikler: Dataprogram og programmering A 1970 hullkort som inneholder en linje fra et FORTRAN program. Kortet lyder: "Z
(1) = Y + W
(1)" og er merket "PROJ039" for identifikasjon. Denne delen gjelder for de fleste vanlige RAM maskin-baserte datamaskiner. I de fleste tilfeller, data instruksjoner er enkle: legge ett nummer til en annen, flytte noen data fra ett sted til et annet, kan du sende en melding til noen ekstern enhet, etc. Disse instruksjonene leses fra datamaskinens minne og er generelt utført (utført) i den rekkefølge de ble gitt.
Men det er som regel spesialiserte instruksjoner for å fortelle datamaskinen til å hoppe fremover eller bakover til et annet sted i programmet og å bære på å gjennomføre derfra. Disse kalles "jump" instruksjoner (eller grener). Videre kan hoppe instruksjoner gjøres å skje betinget, slik at ulike sekvenser av instruksjoner kan brukes avhengig av resultatet av noen tidligere beregning eller noen ytre hendelse.
Mange datamaskiner direkte støtte subrutiner ved å tilveiebringe en type hopp som "husker" den plasseringen det hoppet fra, og en annen instruksjon for å vende tilbake til instruksjonen som følger etter hopp instruksjon. Programkjøring kan sammenlignes med å lese en bok. Mens en person vil normalt lese hvert ord og linje etter hverandre, kan de til tider hoppe tilbake til et tidligere sted i teksten eller hoppe over deler som ikke er av interesse.
Tilsvarende kan en datamaskin og til å gå tilbake og gjentar dette under noen del av programme