Chrome benytter seg av en flerprosessarkitektur, som innebærer at hver oppgave får tildelt en egen prosess. For å øke sikkerheten får hver prosess bare et minimum med privilegier, og hver prosess blir isolert («prosessisolering»). Dette gjør at en ondsinnet angriper som har fått tilgang til én prosess, ikke nødvendigvis vil ha tilgang til hele systemet. Samtidig øker flerprosessarkitekturen stabiliteten ved at en feil i én fane ikke påvirke andre faners prosesser, slik at normal operasjon av nettleseren kan fortsette selv om en enkelt fane har sluttet å virke.