鍵盤的內部結構主要包括控制電路板、按鍵、底板和面板等。電路板是整個鍵盤的控制核心，位于鍵盤的內部，主要擔任按鍵掃描識別、編碼和傳輸接口工作；它將各個鍵所表示的數字或字母轉換成計算機可以識別的信號，是用戶和計算機之間主要的溝通者之一。

鍵盤主要由鍵開關矩陣、單片機和譯碼器三大部分組成。鍵開關矩陣即鍵盤按鍵由一組排列成矩陣方式的按鍵開關組成，所輸入的信號由按鍵所在的位置決定。單片 機即鍵盤內部采用的Intel　8048單片機微處理器，這是一個40引腳的芯片，內部集成了8位CPU、1024×8位的ROM、64×8位的RAM以 及8位的定時器／計數器等。譯碼器即信號編碼轉譯裝置，把鍵盤的字符信號通過編碼翻譯轉換成相應的二進制碼。由于鍵盤排列成矩陣格式，被按鍵的識別和行列 位置掃描碼的產生，是由鍵盤內部的單片機通過譯碼器來實現的。根據鍵盤向主機送入的二進制代碼類型，可把鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。IBM PC機的鍵盤屬于非編碼鍵盤，其特點是不直接提供所按鍵的編碼信息，而是用較為簡單的硬件和一套專用程序來識別所按鍵的位置，并提供與所按鍵相對應的中間 代碼，然后再把中間代碼轉換成要對應的編碼。這樣，非編碼鍵盤就為系統軟件在定義鍵盤的某些操作功能上提供了更大的靈活性。

計算機鍵盤通常采用行列掃描法來確定按下鍵所在的行列位置。所謂行列掃描法是指，把鍵盤按鍵排列成n行×m列的n*m行列點陣，把行、列線分別連接到兩個 并行接口雙向傳送的連接線上，點陣上的鍵一旦被按動，該鍵所在的行列點陣信號就被認為已接通。按鍵所排列成的矩陣，需要用硬件或軟件的方法輪轉順序地對其 行、列分別進行掃描，以查詢和確認是否有鍵按動。如有鍵按動，鍵盤就會向主機發送被按鍵所在的行列點陣的位置編碼，稱為鍵掃描碼。單片機通過周期性掃描 行、列線，讀回掃描信號結果，判斷是否有鍵按下，并計算按鍵的位置以獲得掃描碼。鍵被按下時，單片機分兩次將位置掃描碼發送到鍵盤接口：按下一次，叫接通 掃描碼；按完釋放一次，叫斷開掃描碼。這樣，通過硬件或軟件的方法對鍵盤分別進行行、列掃視，就可以確定按下鍵所在位置，獲得并輸出掃描位置碼，然后轉換 為ASCII碼，經過鍵盤I/O電路送入主機，并由顯示器顯示出來。

鍵盤要增加鍵數是很容易的，任何矩陣鍵盤通過增加鍵盤的行或列便可實現增加按鍵數。如64 鍵的鍵盤排列成8行×8列的行列點陣，128鍵的鍵盤排列成8行×16列的行列點陣，256鍵的鍵盤排列成16行×16列的行列點陣，這在1992年7月 出版的《微處理機為基礎之設計》出版物上已作介紹(此對比文獻在2001年12月13日已遞交)。因此，鍵盤結構采用矩陣式早已是公有技術。