AVR-il on sisemine 8-bitine andmesiin kustkaudu liiguvad andmed arvutusüksuse (ALU), staatuse registri (SREG), programmiloenduri (PC), muutmälu (SRAM) ja perifeeria vahel. ALU-s täitmisele minev programm, ehk instruktsioonide jada, tuleb Flash mälu aadressilt mille määrab programmiloendur. ALU juurde kuuluvad 32 üldkasutatavat 8-bitist registrit, mida kasutatakse paljude instruktsioonide täitmisel operandidena.