Debesų kompiuterijos architektūra reiškia tarpusavyje sujungtų serverių, saugojimo sistemų ir valdymo mazgų, kurie gali įgalinti paskirstytą skaičiavimą, rinkinį. Kiekviena debesų kompiuterijos sistema paprastai turi ir priekinę dalį, kliento kompiuterį, ir galinę dalį, kurią sudaro programų serveriai, duomenų saugykla ir tam tikro tipo valdymo mazgas. Viską jungiantis tinklas yra dar vienas svarbus aspektas, kurį galima susieti su debesų kompiuterijos architektūra. Debesų kompiuterijos architektūros komponentai gali būti sujungti vienas su kitu vietoje arba internetu, o klientas paprastai juos pasiekia per internetą.
Kiekvienas aparatinės įrangos komponentas, susijęs su debesų kompiuterijos architektūra, paprastai bendrauja naudodamas programų programavimo sąsajas (API), pvz., įvairias žiniatinklio paslaugas. Priekinė architektūros dalis, kurią klientas arba vartotojas mato ir su kuria sąveikauja, gali būti įvairių formų. Kai kurie debesų kompiuterijos atvejai naudoja įprastas sąsajas, pvz., žiniatinklio naršykles, kurios gali pasiekti debesyje grįstą el. paštą ar kitas paslaugas. Kiti debesų kompiuterijos naudojimo būdai yra patentuotos programinės įrangos sistemos, skirtos konkrečioms užduotims atlikti.
Galinė architektūros dalis paprastai susideda iš trijų pagrindinių komponentų. Vienas iš šių komponentų yra duomenų saugykla, kurioje galima patalpinti informaciją, kad ją vėliau būtų galima gauti. Duomenis debesyje gali saugoti klientai arba debesies programos. Debesų sistemos duomenų talpa paprastai yra gana didelė, kad būtų galima dubliuoti. Tai iš esmės reiškia, kad debesų architektūros duomenų saugojimo komponentas paprastai yra skirtas saugoti daugiau nei vieną kiekvieno duomenų rinkinio kopiją, jei kuri nors sistemos dalis būtų pažeista arba nepasiekiama.
Programų serveriai yra dar vienas svarbus komponentas, susijęs su debesų kompiuterijos architektūra. Debesų architektūra paprastai apima daugybę skirtingų programų serverių, kurių kiekvienas gali būti atsakingas už skirtingą funkciją. Kiekvienas iš šių serverių paprastai yra skirtas paleisti vieną programą ar paslaugą, o daugelis jų gali būti pasiekiami klientui per sąsają. Tokia paskirstyta sąranka gali leisti sistemai veikti racionaliau nei ankstesni monolitiniai modeliai.
Paskutiniai komponentai, kurie gali būti naudingi debesų kompiuterijos architektūrai, yra valdymo mazgai. Šie specializuoti kompiuteriai gali būti prijungti prie duomenų saugyklos ir taikomųjų programų serverių per internetą ar kitą tinklą. Priekinis galas paprastai jungiasi su valdymo mazgu, leidžiančiu klientui bendrauti su taikomųjų programų serveriais. Valdymo mazgai paprastai taip pat jungia programų serverius ir klientus prie duomenų saugyklos.