אין לבלבל ערך זה עם הערך "תוכנה", העוסק במוצר מחשוב מוגמר (לא חומרי), המאגד בתוכו (בדרך-כלל) כמות גדולה של תוכניות מחשב.
תוכנית מחשב היא רצף של הוראות בשפת תכנות כלשהי, שנועדו לבצע משימה מסוימת במחשב. למעשה, תוכנית מחשב היא מימוש של אלגוריתם באמצעות שפת תכנות.
פיתוח תוכניות מחשב הוא מלאכתו של המתכנת, העוסק בתכנות. מתכנתים כותבים תוכניות מחשב בעיקר בשפה עילית (בניגוד לשפת סף). תוכניות אלה עוברות הידור, כלומר תרגום של התוכנית לשפת מכונה. הפקודות המפעילות בסופו של דבר את המחשב נקראות שפת מכונה והן ספציפיות למחשב (מכונה), שבו הן מופעלות. פקודות אלה הן מפורטות מאוד מכיוון שכל אחת מהן פונה ישירות לחומרה, שמפעילה את המחשב.
מופע של תוכנית מחשב הוא תהליך. ניתן להפעיל מספר מופעים של תוכנית או תוכניות שונות במקביל במערכות התומכות בריבוי משימות. אוסף של תוכניות מחשב למטרה מסוימת, יחד עם הנחיות להפעלתן, קרוי תוכנה. תוכניות מחשב יכולות להיות מסווגות גם לפי הפונקציונליות שלהן, כגון יישום מחשב ותוכנת מערכת.
דוגמה לתוכנית מחשב קצרה בשפת התכנות BASIC, המחשבת ממוצע של סדרת מספרים שהוזנה לה:
10INPUT"How many numbers to average?",A20FORI=1TOA30INPUT"Enter number:",B40LETC=C+B50NEXTI60LETD=C/A70PRINT"The average is",D80END
תוכנית מחשב נכתבת בדרך כלל בסביבת פיתוח משולבת, המסייעת בכתיבת התוכנית ומאפשרת את הפעלתה לשם בדיקת נכונתה. הדוגמה להלן מציגה תוכנית מחשב פשוטה, שמטרתה הדפסת המילים "!Hello, World". בחלק העליון מימין מוצגת התוכנית, ובחלק התחתון מוצגת תוצאת פעולתה.
