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Ein Controller, der nach der Harvard Architektur aufgebaut ist, besitzt zwei getrennte Speicher. Der erste enthält das Programm, der zweite Speicher ist für Daten zuständig.

In der Harvard Architektur wird jeder dieser beiden Speicher mit einem eigenen Bus angesprochen. Hierdurch ist es möglich, gleichzeitig einen Befehl und ein Datenbyte zu laden. Durch diese Technik ist ein Controller mit Harvard Architektur schneller als ein Controller mit Von Neumann Architektur. Diese Harvard Architektur findet vor allem in Digitalen Signalprozessoren (DSP) und Risc Controllern ihren Einsatz.

Genaueres zur Harvard Architektur findet man in der Patent-Schrift. Es gibt viele Erweiterungen und Abänderungen dieser Architektur, eine davon ist die Harvard Architekur mit linearem Adressraum, welche nur einen Adressreum besitzt und trotztdem zwei Bussysteme. Hierdurch sollen die Vorzüge beider Architekturen verbunden werden.

Der 8051 ist weder ein reiner Von Neumann, noch ein reiner Harvard Prozessor, da Vorgaben von beiden Architekturen nicht eingehalten werden.

Ein Von Neumann Rechner hält alle Daten in einem Speicher, der 8051 hat jedoch ein ROM für das Programm und einen RAM für die Daten. Somit sind hier keine selbst modifizierenden Programme möglich und es kann kein freier Programmspeicher für variable Daten verwendet werden.
Ein Harvard Rechner benötigt unterschiedliche Bussysteme für Programm und Daten. Der 8051 hat jedoch nur ein Bussystem, somit ist es hier nicht möglich Daten und Befehle synchron zu laden. Dieser Vorteil der Harvard Architektur ist somit nicht gegeben. Im Netz wird oft kontrovers, manchmal emotional diskutiert, welcher Architektur der 8051 angehört. Allerdings ist es hier wie mit so vielen Dingen im Leben: Er ist weder schwarz noch weiß. Dafür funktioniert er trotzdem tadellos.