Tembolok CPU (bahasa Inggris: CPU cache) adalah tembolok yang digunakan oleh unit pengolah pusat dari sebuah komputer untuk mengurangi waktu rata-rata untuk mengakses memori. Tembolok adalah memori yang lebih kecil, memori yang lebih cepat menyimpan salinan data dari lokasi yang paling sering digunakan memori utama. Selama mengakses memori sebagian besar adalah lokasi memori tembolok, latensi rata-rata mengakses memori cenderung mendekati latensi tembolok daripada latensi dari memori utama.