NetBurst 微结构采用一种深层的流水线设计，可以使芯片的不同部分以不同于处理器主时钟的频率运行，有些部分的运行频率可以高于处理器频率，而另外一些部分的运行频率可以低于处理器频率，NetBurst结构使P4成功地获得了比PIII更高的有效速率。预计NetBurst微结构可以使未来的IA-32处理器的时钟频率达到10GHz。
　　通过结构的优化，流水线提高了那些经常使用的普通指令的执行性能。在一般的环境下那些被最频繁执行的指令，可以在更短的时间片内更有效的译码执行，通过流水线。
　　NetBurst结构优化了并行执行、重排序缓冲和推测执行等技术，由于动态的执行指令，所以每条指令的执行时间并不是总是确定的。
　　归纳起来Netburst有如下的特征：

• 快速的执行引擎：ALU可以以两倍于处理器频率执行，基本的整数运算操作按1/2时钟周期进行，提供了高的吞吐率并且减小了执行的延迟；
• 超流水线技术：将指令的处理过程进一步细分，采用20级流水线，预计处理器频率能够增高到10GHz。
• 先进的动态执行：深度的无序（超顺序）推理执行引擎，可以使高达126条指令在线执行、48条装入指令和24条存储指令占用流水线；4K项分支目标阵列，支持增强的分支预测能力；协同超标量的发送进一步强化了并行机制。
• 新的Cache子系统：第一级先进的执行跟踪Cache存储已经译码的指令，执行跟踪Cache可以消除执行循环程序时译码器的时间延迟，执行跟踪Cache将程序执行流的通路集中到单条线路；先进的二级Cache容量为512KB。
• 四条高性能的转储（总线）和Intel的Netburst微结构的系统总线接口：支持四条转储可扩展总线，时钟可实现4倍有效速率；为Pentium 4提供最高到3.2GB/秒带宽能力；
• 扩展重命名硬件寄存器避免了寄存器名空间的局限；
• 64和128字节的Cache行容量，128字节包括两个64字节的分区。
• 全硬件的预取结构