Firma jest najbardziej znana z produkcji procesorów, które tworzy od 1982 roku, kiedy podpisała umowę z Intelem na produkcję procesorów Intel 8086. Do 1996 roku firma oferowała klony procesorów firmy Intel oraz układy dla mikrokomputerów.

Do procesorów zaprojektowanych bezpośrednio przez AMD należą następujące generacje układów (pochyloną czcionką zaznaczono układy obecnie nieprodukowane):

• AMD K5 - pierwsza zaprojektowana od podstaw rodzina procesorów AMD. Bazowała na architekturze RISC, nie obsługiwały instrukcji MMX. Produkowane były w dwóch odmianach: 5k86 oraz K5. Produkowane były w 1996 roku.
• AMD K6 - rodzina bazująca na procesorze Nx686 firmy NexGen przejętej przez AMD. Jako pierwsze obsługiwały instrukcje MMX. Podobnie jak rodzina K5 były produkowane w dwóch odmianach: Model 6 i Model 7. Były produkowane od lipca 1997 do 1998 roku.
• AMD K6-2 - rodzina procesorów mająca konkurować z Pentium II. Jako pierwsza posiadała wbudowaną obsługę operacji zmiennoprzecinkowych SIMD pod nazwą 3DNow!. Produkowano je w latach 1998-1999.
• AMD K6-III - ostatnia i najwydajniejsza rodzina procesorów przeznaczonych dla gniazd Socket 7 powstająca od 1999 do 2000 roku. Posiadały trzy poziomy pamięci podręcznej.
• Athlon - duża rodzina procesorów należąca do serii K7. Powstało łącznie sześć generacji tych układów, które były produkowane przez sześć lat, od 1999 do 2005 roku. Do rodziny należą układy Athlon XP oraz Athon XP-M (inaczej zwany Mobile Athlon XP).
• Duron - niskobudżetowa rodzina procesorów należąca również do serii K7. Stanowiły tańszą alternatywę dla procesorów Athlon. Powstały trzy generacje nazwane Spitfire, Morgan oraz Applebred. Powstawały w latach 2001-2004.
• Geode - rodzina procesorów przeznaczona dla systemów wbudowanych tworzona od 1999 roku. Powstały na bazie układów MediaGX firmy Cyrix i są uznawane za ich kontynuację. Pierwotnie były produkowane przez firmę National Semiconductor, w 2003 roku dział odpowiedzialny za procesory Geode przejęło AMD.
• Sempron - rodzina niskobudżetowych procesorów produkowana od 2004 roku. Zastąpiła rodzinę Duron. Powstały wersje 32-bitowe oraz 64-bitowe należące do wszystkich serii procesorów AMD od K7 wzwyż. Istnieje również odmiana procesorów przeznaczona dla laptopów pod nazwą Mobile Sempron[7].
• Athlon 64 - rodzina procesorów tworzona od 2003 roku należąca do serii K8. Dzięki technologii AMD64 obsługiwała jednocześnie instrukcje 32-bitowe oraz 64-bitowe. Zastosowano w nich wbudowany kontroler pamięci, a rdzeń został dla bezpieczeństwa osłonięty miedzianą płytką. Do rodziny należą układy z serii Athlon Neo przeznaczone dla supercienkich komputerów.
• Opteron - rodzina procesorów przeznaczonych do serwerów i klastrów komputerowych należąca do serii K8. Posiadają zintegrowany kontroler pamięci DRAM, interfejs HyperTransport. Są wykonane w wieloprocesorowej architekturze NUMA. Są budowane od 2003 roku.
• Athlon 64 X2 - pierwsza rodzina dwurdzeniowych procesorów AMD tworzona od 2005 roku. Jako jedyne należą do rodziny K9. Obsługują instrukcje SSE3, wykonuje się je w technologii 90 nm lub 65 nm. Rozwinięciem tej rodziny są procesory Athlon X2.
• Athlon 64 FX - rozwinięcie rodziny Athlon 64 z układami przeznaczonymi głównie dla graczy. Posiadały najwyższe częstotliwości zegara ze wszystkich procesorów Athlon. Bezpośrednio z nich wywodzi się platforma AMD Quad FX.
• Turion - rodzina procesorów przeznaczona dla komputerów przenośnych istniejąca od 2005 roku. W jej skład wchodzą układy z rodzin Turion 64, Turion 64 X2, Turion X2 Ultra (seria K8), Turion II oraz Turion II Ultra (seria K10). Wszystkie układy charakteryzuje niski pobór mocy nieprzekraczający 35 watów.
• Phenom - rodzina wielordzeniowych procesorów należąca do serii K10 będąca następcą rodziny Athlon 64. Powstała w 2007 roku. Układy charakteryzują się współdzieloną 2 MB pamięcią cache L3, wykorzystują technologię HyperTransport 3.0 oraz posiadają zwiększoną komunikację międzyprocesową.
• Phenom II - rodzina wielordzeniowych procesorów będąca następczynią rodziny Phenom. Istnieje od 2008 roku. Należą do serii K10. Procesory z tej rodziny posiadają od dwóch do sześciu rdzeni, wykonane są w technologii 45 nm[8].
• Athlon II - rodzina wielordzeniowych procesorów powstała w 2009 roku jako uzupełnienie rodziny Phenom II. Podobnie jak Phenomy, należą do serii K10. Procesory z tej rodziny zawierają od dwóch do czterech rdzeni i są wykonane w technologii 45 nm lub 32 nm[9].
• Bobcat - rodzina procesorów przeznaczona dla komputerów przenośnych powstała w 2011 roku. Układy posiadają jeden lub dwa rdzenie, a ich pobór mocy nie przekracza 18 watów. Procesory z tej rodziny są wykorzystywane do produkcji układów APU AMD Fusion[10].
• AMD FX - rodzina wielordzeniowych procesorów powstała w 2011 roku, znana również pod kodową nazwą Bulldozer. Była tworzona od podstaw, nie jest kontynuacją ani rozwinięciem żadnej z poprzednich rodzin. Wspiera zestawy instrukcji XOPoraz FMA. Układy są budowane w technologii 32 nm i zawierają od czterech do ośmiu rdzeni. Podzielone są na cztery generacje: pierwszą (2011 rok), drugą (2012 rok), trzecią (2013 rok) oraz czwartą (2014 rok). Od drugiej generacji procesory z tej rodziny mają występować w układach APU z rodziny AMD Fusion[11].
• AMD RYZEN - Rodzina wielordzeniowych procesorów opartych na architekturze ZEN, pierwsze procesory zostały wydane w 2017 roku. Obsługiwała technologię SMT(symultaniczna wielowątkowość) zamiast CMT(klastrowa wielowątkowość)

Chipsety

Przed ukazaniem się procesorów z serii Athlon 64 AMD produkowało chipsety do swoich procesorów z generacji K6 i K7. Powstały wtedy układy AMD-640, AMD-751 oraz AMD-761. Sytuacja zmieniła się w 2003 roku wraz z pojawieniem się procesorów Athlon 64, kiedy firma zdecydowała się otwarcie platformy komputerów osobistych i zezwolenie innym firmom na produkcję chipsetów. Cały projekt nazwano Open Platform Management Architecture, a firmy takie jak ATI Technologies, VIA, SiS oraz Nvidia rozpoczęły rozwój własnych chipsetów. Po przejęciu firmy ATI Technologies AMD przejęło również dział odpowiedzialny za projektowanie i produkcję chipsetów z serii Radeon Xpress. Dokonano wtedy zmiany nazwy układów tak, by wszystkie były pod marką AMD (przykładowo chipset CrosFire Xpress 3200 został przemianowany na AMD 580X CrossFire Chipset). W lutym 2007 roku ukazały się układy AMD 690G zawierające zintegrowaną kartę graficzną. Te układy były pierwszymi chipsetami pod marką AMD od 2004 roku. Na przełomie lat 2007 i 2008 ukazały się nowe chipsety z serii AMD 700 projektowane dla pierwszych procesorów Phenom. W 2009 roku pojawiły się chipsety z serii AMD 800, dostosowane do zastosowań w serwerach, obsługujące procesory do gniazda Socket AM3. W 2011 roku ukazała się obecnie kolejna generacja chipsetów AMD - seria 900 - przeznaczona dla procesorów z serii Phenom II, Athlon X2, Athlon X3, Athlon X4 oraz AMD FX[15]. W 2017 zostały wydane chipsety z serii 300, obsługujące procesory Ryzen oraz Threadripper.

Seria Am2900 (1975)

• Am2902
• Am2903
• Am2904
• Am2905
• Am2906
• Am29987-95)

• AMD 29000, często nazywany 29K (1987)
• AMD 29027 FPU
• AMD 29030
• AMD 29040
• AMD 29050 z jednoukładowym FPU (1990)
• AMD 292xx