La carte mère est un circuit électronique qui est chargé de relier tous les éléments de l'ordinateur. Elle est fixée dans l'unité centrale. C'est sur cette carte que l'on fixe notamment le processeur ainsi que les cartes mémoire.

C'est une grande carte rectangulaire, que l'on voit lorsqu'on ouvre l'unité centrale. De nombreux fils y sont branchés, car c'est elle qui va relier tous les éléments de l'ordinateur. Elle est vissée sur le boîtier.

Vers l'arrière, on trouve tous les ports classiques d'un ordinateur. Prises série (pour la souris et le clavier), parallèle (pour l'imprimante), USB, VGA pour l'écran, etc.

Le « cerveau » de l'ordinateur, le processeur, est fixé sur la carte mère. On ne peut pas le voir car il est caché sous un ventilateur et un radiateur1. Cet ensemble ventilateur + radiateur est souvent appelé ventirad : c'est un système qui permet de dissiper (d'évacuer) la chaleur produite par le processeur. Il faut aussi mettre de la pâte thermique, sans cela, la chaleur (qui pourrait facilement monter à plus de 100 °C) endommagerait la puce et ferait planter l'ordinateur. On peut tout de même voir le processeur en enlevant ce ventirad, mais l'ordinateur doit être éteint.

Le choix d'une carte mère est délicat. En plus de sa qualité, il existe plusieurs modèles qui dépendent des éléments à fixer :

Une carte mère particulière est donc construite pour un processeur, un boîtier et une carte mémoire précise, il ne faut pas se tromper et mieux vaut demander conseil avant d'acheter.

La carte mère est chargée de transporter des informations depuis ou vers le processeur, sur les ordres de celui-ci. On peut dire que c'est une autoroute qui transporte du courant électrique. Les principaux éléments chargés du transport s'appellent les bus. Ce sont des réseaux de fils. Ils relient, par exemple, la mémoire au processeur, les disques durs, les sons, etc.

Afin que le transport ne se fasse pas n'importe comment, la carte mère abrite également l'horloge de l'ordinateur, qui cadence (qui donne le rythme) la circulation des informations.

La carte mère est également prévue pour accueillir des extensions qu'on branche directement sur elle : carte graphique, carte réseau, etc.

De plus en plus d'éléments sont intégrés à la carte mère, éléments qui étaient avant sur des cartes d'extension. La carte mère gère souvent les disques durs et les lecteurs (grâce à un contrôleur), le son, le graphisme, le réseau.

Cela permet de faire baisser le prix total de l'ordinateur, mais cela peut également diminuer les performances (la vitesse) de l'ordinateur, car le processeur est souvent très sollicité pour s'occuper de ces circuits. Un bon moyen d'avoir un ordinateur plus rapide est, par exemple, de rajouter une carte graphique à la place de celle intégrée sur la carte mère (pour les vieux PC) ou sur le processeur (pour les nouveaux PC). Cela ne pose aucun problème car la carte graphique intégrée sur la carte mère ou sur le processeur est automatiquement désactivée dès que l'on en rajoute une autre.

Sur la carte mère on peut voir également une petite puce électronique de mémoire morte : la ROM BIOS. C'est une mémoire qui ne s'efface pas (d'où l'adjectif morte), et qui contient le BIOS, un petit programme qui se charge automatiquement à l'allumage de l'ordinateur. Il permet de régler quelques paramètres de la carte mais surtout de lancer le système d'exploitation de l'ordinateur qu'il charge généralement depuis le disque dur. Il est propre à chaque carte mère.