A Pentium 4 az Intel egymagos, nagy teljesítményű, asztali és laptop gépekbe szánt CPU-sorozata volt; a Pentium III-at követte. A Pentium 4 típust az Intel 2000. november 20-án jelentette be, és egészen 2008. augusztus 8-ig szállította. Ez a processzortípus alapvetően egymagos, az x86 architektúrával kompatibilis, alapjául az Intel besorolása szerint hetedik generációs NetBurst mikroarchitektúra szolgál.

A Pentium 4 különböző változatai mellett a NetBurst mikroarchitektúrát a többmagos Pentium D és a szerverekbe szánt Xeon processzorokban is alkalmazták. Emellett az alacsony árú Celeron processzorok egy része is olyan Pentium 4-es, amelyben a másodszintű gyorsítótár (L2 cache) egy részét kikapcsolták. A Pentium 4 sorozatba tartoznak még a 2005-ös Pentium Extreme Edition kétmagos processzorok is.

A Pentium 4 gyártása 2000-ben kezdődött. 2005 közepétől a kétmagos Pentium D processzor piaci megjelenésével a Pentium 4-esek ára csökkenni kezdett. 2006. június 27-én megjelentek az Core 2 Duo processzorcsalád első tagjai, amelyek felváltották a NetBurst architektúrájú processzorokat, és 2007. augusztus 8-án az Intel bejelentette, hogy (bizonyos határidőn belül) beszünteti ezek gyártását.