计算机的基本运算速度远胜过人脑。目前个人电脑进行加法等基本运算的速度可达每秒100亿次。要估算人脑的基本运算速度，可以对神经元传递信息和相互交流的基础过程进行分析。例如，神经元可以“发射”动作电位（即在神经元细胞附近产生的电信号脉冲），然后沿着长长的轴突将其传递下去，传给与之相连的下一个神经元。这些电脉冲的频率和时长就是要传递的信息。此外，神经元在向其它神经元传递信息时，主要通过向轴突末端名为“突触”的结构释放化学神经递质进行，其相邻神经元又会通过突触传递，将神经递质转化回电信号形式。突触传递耗时最快约1毫秒。因此若把电脉冲传递与突触传递都算上，大脑的基本运算速度至多为每秒1000次，仅为计算机的1000万分之一。
计算机的基本运算精度也比大脑高出许多。计算机的精度取决于数字位数。例如，32位计算机的精度为2的32次方分之一，约为42亿分之一。而证据显示，在生理噪音的影响下，神经系统中涉及的大部分数字（如神经元发射信号的频率，常用来代表刺激强度）往往存在百分之几的误差，精度最高也只有100分之一。与计算机相比，几乎只占了个零头。
然而，人脑的运算既不算慢，也不能说不精确。如一名职业网球运动员可以密切追踪速度高达每小时250公里的网球的运动轨迹，迅速跑到球场上的最佳位置，调整好胳膊姿势，然后将球打回对手场地。这一切仅需几百毫秒即可完成。不仅如此，人脑在身体的帮助下完成这些动作的能耗仅为个人电脑的十分之一。大脑是如何办到的呢？计算机与人脑间的一大差异便是系统内部信息处理模式的不同。计算机任务主要以串行步骤进行，因为工程师在编写程序时，指令也是按时序排列的。对这种运算模式而言，每一步都必须保证高精度，否则错误会在接下来的步骤中不断累积和放大。人脑也会采用串行模式处理信息。例如在打网球时，信息先从眼睛传递到大脑，然后传递到脊髓，进而控制腿部、躯干、胳膊和手腕的肌肉收缩。
