S7-300有20种不同型号的CPU，分别适用于不同等级的控制要求。有的CPU模块集成了数字量I/O，有的同时集成了数字量I/O和模拟量I/O。
CPU内的元件封装在一个牢固而紧凑的塑料机壳内，面板上有状态和故障指示LED、模式选择开关和通信接口。大多数CPU还有后备电池盒，存储器插槽可以插入多达数兆字节的Flash EPROM微存储器卡（检查MMC），用于掉电后程序和数据的保存。CPU 318-2的面板如图所示。
1、状态与故障显示LED
CPU模块面板上的LED的意义如下：
①SF（系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。
②BATF（电池故障，红色）：电池电压低或没有电池时亮。
③DC5V（+5V电源指示，绿色）：CPU和S7-300总线的5V电源正常时亮。
④FRCE（强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。
⑤RUN（运行方式，绿色）：CPU处于RUN状态时亮；重新启动时以2Hz的频率闪亮；HOLD状态时以0.5Hz的频率闪亮。
⑥STOP（停止方式，黄色）:CPU在STOP、HOLD状态或重新启动时常亮；请求存储器复位时以0.5Hz的频率闪亮，正在执行存储器复位时以2Hz的频率闪亮
⑦BUSF（总线错误，红色）：PROFIBUS-DP接口硬件或软件故障时亮，集成有DP接口的CPU才有此LED。集成有两个DP接口的CPU有两个对应的LED（BUS1F和BUS2F）。
2、CPU的运行模式
①CPU有4中操作模式：STOP（停机）、STARTUP（启动）、RUN（运行）和HOLD（保持）。在所有的模式中，都可以通过MPI接口与其他设备通信。
②STOP模式：CPU模块通电后自动进入STOP模式，在该模式不执行用户程序，可以接收全局数据和检查系统。
③RUN模式：执行用户程序，刷新输入和输出，处理中断和故障信息服务。
④HOLD模式：在启动和RUN模式执行程序时遇到调试用的断点，用户程序的执行被挂起（暂停），定时器被冻结。
⑤STARTUP模式：启动模式，可以用钥匙开关或编程软件启动CPU。如果钥匙开关在RUN或RUN-P位置，通电时自动进入启动模式。
3、模式选择开关
有的CPU的模式选择开关（模式选择器）是一种钥匙开关，操作时需要插入钥匙，用来设定CPU当前的运行方式。钥匙拔出后，就不能改变操作方式。这样可以防止未经授权的人员非法删除或改变用户程序。还可以使用多级口令来保护整个数据库，使用户有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改。钥匙开关各位置的意义如下：
①RUN-P（运行-编程）位置：CPU不仅执行用户程序，在运行时还可以通过编程软件读出或修改用户程序，以及改变运行方式。在这个位置不能拔出钥匙开关。
②RUN（运行位置）位置：CPU执行用户程序，可以通过编程软件读出用户程序，但是不能修改用户程序，在这个位置可以取出钥匙开关。
③STOP（停止）位置：不执行用户程序，通过编程软件可以读出和修改用户程序，在这个位置可以取出钥匙开关。
④MRES（清除存储器）：MRES位置不能保持，在这个位置松手时开关将自动返回STOP位置。将钥匙开关从STOP状态扳到MRES位置，可复位存储器，使CPU回到初始状态。工作存储器、RAM装载存储器中的用户程序和地址区被清除，全部存储器位、定时器、计数器和数据块均被删除，即复位为零，包括有保持功能的数据。CPU检测硬件，初始化硬件和系统程序的参数，系统参数、CPU和模块的参数被恢复为默认设置，MPI（多点接口）的参数被保留。如果快闪存储器卡，CPU在复位后将它里面的用户程序和系统参数复制到工作存储区。
复位存储器按下述顺序操作：plc通电后将钥匙开关从STOP位置扳到MRES位置，STOP LED熄灭1s，再熄灭1s后保持亮。放开开关，使它回到STOP位置，然后又回到MRES，STOP LED以2Hz的频率至少闪动3s，表示正在执行复位，最后STOP LED一直亮，可松开模式开关。
存储器卡被取掉或插入时，CPU发出系统复位请求，STOP LED以0.5Hz的频率闪动。此时应将模式选择开关扳到MRES位置，执行复位操作。
4、微存储器卡
Flash EPROM为存储卡（MMC）用于在断电时保存用户程序和某些数据，它可以扩展CPU的存储器容量，也可以将有些CPU的操作系统保存在MMC中，这对于操作系统的升级是非常方便的。MMC用作装载存储器或便携式保存媒体。MMC的读写直接在CPU内进行，不需要专用的编程器。由于CPU 31xC没有安装集成的装载存储器，在使用CPU时必须插入MMC，CPU与MMC是分开订货的。
如果在写访问过程中拆下SIMATIC微存储卡，卡中的数据会被破坏。在这种情况下，必须将MMC插入CPU中并删除它，或在CPU中格式化存储卡。只有在断电状态或CPU处于STOP状态时，才能取下存储卡。
5、通信接口
所有的CPU模块都有一个多点接口MPI，有的CPU模块有一个MPI和一个PROFIBUS-DP接口、有的CPU模块有一个MPI/DP接口和一个DP接口。
MPI用于PLC与其他西门子plc、PG/PC(编程器或个人计算机).OP(操作员接口)通过MPI网络的通信。CPU通过MPI接口或PROFIBUS-DP接口在网络上自动地广播它设置的总线参数(即波特率)，PLC可以自动地“挂到”MPI网络上。
PROFIBUS-DP的传输速率最高12Mbit/s，用它与其他西门子带DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和从站的通信。
6、电池盒
电池盒是安装锂电池的盒子，在PLC断电时，锂电池用来保证实时钟的正常运行，并可以在RAM中保存用户程序和更多的数据，保存的时间为1年，有的低端CPU(例如312IFM与313)因为没有实时钟，没有配备锂电池。
7、电源接线端子
电源模块的L1、N端子接AC220V电源，电源模块的接地端子和M端子一般用短路片短接后接地，机架的导轨也应接地。
电源模块上的L+和M端子分别是DC4V输出电压的正极和负极。用专用的电源连接器或导线连接电源模块和CPU模块的L+和M端子。
8、实时钟与运行时间计数器
CPU 312 IFM与CPU313因为没有锂电池，只有软件实时钟，PLC断电时停止计时，恢复供电后从断电瞬时的时刻开始计时，有后备锂电池的CPU有硬件实时钟、可以在PLC电源断电时继续运行，运行小时计数器的计数范围为O-32767h。
9、CPU模块上的集成I/O
西门子S7-300的CPU右侧是模拟量输入端子和模拟量输出端子。