Kompiuterių mokslas yra plati sritis, pirmiausia susijusi su informacijos saugojimu, perdavimu ir manipuliavimu. Yra keletas pamatų, ant kurių remiasi kompiuterių mokslo sritis. Šie kompiuterių mokslo pagrindai apima algoritmus, programavimo metodiką ir kalbas, duomenų ir simbolių skaičiavimą ir analizę bei kompiuterio elementus ir aparatinę įrangą.
Algoritmai yra nepaprastai reikšmingi tarp kompiuterių mokslo pagrindų. Daugelis kitų kompiuterių mokslo aspektų tam tikru būdu priklauso nuo algoritmų. Algoritmai yra baigtiniai instrukcijų rinkiniai, naudojami valdyti duomenis. Jos yra aiškiai nurodytos, nuoseklios duomenų tvarkymo ir apdorojimo procedūros. Algoritmai paprastai rašomi instrukcijų arba struktūrinių schemų forma, o ne užprogramuoto kompiuterio kodo forma.
Iš esmės mašinos supranta tik mašinų kalbas; kaip tokia, programavimo metodika ir programavimo kalbos yra svarbūs informatikos pagrindai. Kompiuterių programuotojai paprastai konvertuoja algoritmus – aiškias, nuoseklias instrukcijas – į kalbas, kurias gali suprasti kompiuteris. Programavimo kalbos yra dirbtinės kalbos, kurias kompiuteriai gali interpretuoti, kad galėtų atlikti įvairius skaičiavimus. Instrukcijų rinkinys, išreikštas programavimo kalba, yra žinomas kaip programa. C++, Python ir Visual Basic yra dažniausiai naudojamos programavimo kalbos.
Svarbu, kad kompiuterių mokslininkai galėtų pritaikyti savo duomenų tvarkymo įgūdžius atliekant realias užduotis. Duomenų ir simbolių skaičiavimas ir analizė yra temos, kurios yra esminiai praktiniai kompiuterių mokslo pagrindai. Dažnai tai apima analizę, rūšiavimą ir išvadų iš didžiulio kiekio informacijos darymą. Tai ypač akivaizdu tokiose srityse kaip kompiuterinė fizika ir bioinformatika, kuriose fizikiniai ir biologiniai reiškiniai stebimi ir analizuojami atlikus daugybę tikslių matavimų.
Visam šiam duomenų apdorojimui, perkėlimui ir saugojimui reikia priemonių ir vietos egzistuoti ir dirbti. Ta vieta yra aparatinėje įrangoje. Aparatinės įrangos naudojimas yra vienas iš kompiuterių mokslo pagrindų, nes jis suteikia pagrindą visiems kitiems kompiuterių mokslo aspektams. Programa negalėtų veikti be standžiojo disko jai saugoti ir procesoriaus, kuris paleisti sudėtingus joje esančius algoritmus. Be fizinio įrenginio, kuris veiktų, kompiuterių mokslas būtų grynai teorinė sritis.
Nors šie kompiuterių mokslo pagrindai yra tik keletas iš daugybės plačios srities temų, nuo jų prasideda dauguma likusių šios srities temų. Jie tikrai yra pagrindas, ant kurio pastatytas visas laukas. Be pagrindinių šių principų supratimo, žmogaus gebėjimas visiškai panaudoti kompiuterius apdorojimui ir manipuliavimui bus neišsamus.