計算機科學的大部分研究都是基於“馮·諾依曼計算機”和“圖靈機”,這是大部分實用機器的計算模型。作為該模型的鼻祖,丘奇-圖靈論文表明,盡管計算時間和空間效率可能存在差異,但現有的計算設備在計算能力上是等效的。雖然這壹理論被普遍認為是計算機科學的基礎,但科學家們也研究其他種類的機器,如實用層面的並行計算機和理論層面的概率計算機、甲骨文計算機和量子計算機。從這個意義上說,計算機只是壹個計算工具:著名計算機科學家Dijkstra有句名言,“計算機科學關註的是計算機而不是望遠鏡上的天文學。”。