在一定时期内，运算速度最快、字长最长、体系结构最先进、主存储容量最大和性能最高的计算机。巨型计算机是一个相对的概念，一个时期内的巨型计算机到下一时期可能成为一般计算机。巨型计算机主要用于计算量极大又必须在短时间内解决的问题，如航天航空飞行器设计、卫星遥感图像处理、国民经济的预算和决策等。

20世纪50年代中期的巨型计算机有美国UNIVAC公司的LARC机和美国IBM公司的Stretch机，分别采用指令先行控制、多个运算单元、存储交叉访问、多道程序和分时系统等并行处理技术。60年代的巨型计算机有美国的CDC6600机和7600机，都配置有多台外围处理机，主机的中央处理器含有多个独立并行的处理单元。70年代美国研制出现代巨型机CRAY-1机，其速度为每秒5000万条以上，设有向量、标量、地址等通用寄存器，有12个运算流水部件，指令控制和数据存取也都流水线化。中国的“银河”亿次级巨型计算机也是多通用寄存器、全流水线化的巨型计算机。80年代以来，采用多处理机结构、多向量阵列结构等技术，出现了更高性能的巨型计算机。如美国的CRAY-4、CRAY-XMP，日本的S810/10和20、VP/100和VP/200等巨型计算机，均采用高速门阵列芯片烧结到多层陶瓷片上的微组装工艺、多处理机和阵列结构，主频高达160兆赫以上，最高速度可达10亿个浮点运算结果，主存储器容量为300兆字（每字64位），外存储器容量达1兆兆字以上。

并行技术是巨型计算机技术的基础。为提高系统性能，现代巨型计算机都在系统结构、硬件、软件、工艺和电路等方面采用各种支持并行处理的技术。硬件大多数采用流水线、多功能部件、陈列结构或多处理机系统等各种技术。流水线是把整个部件分成若干段，使众多数据能重叠地在各段操作，特别适合于向量运算。多功能部件可以同时进行不同的运算，每个部件内部又常采用流水线技术，既适合向量运算又适合标量运算。多处理机系统以多台处理机并行工作的方式来提高系统的处理能力，各台处理机可以协同完成一个作业，也可以独立完成各自的作业。现代巨型计算机主要采用双处理机和四处理机系统。巨型计算机的逻辑电路都采用超高速ECL电路，门级延迟约为0.25～0.5微微秒，级延迟约为50微微秒。现代巨型计算机主频有的已高达250兆赫以上。为充分发挥巨型计算机的系统性能，通常需配置如下软件：具有多重处理能力的批处理分布式操作系统、高效的汇编语言、向量FORTRAN或PASCAL语言、向量识别器、并行化标准子程序库、科学子程序库、系统诊断程序和应用程序库等。