Ejecutar un procesador a altas velocidades de reloj permite un mejor rendimiento. Sin embargo, cuando el mismo procesador se ejecuta a una frecuencia (velocidad) más baja, genera menos calor y consume menos energía. En muchos casos, el voltaje del núcleo también se puede reducir, reduciendo aún más el consumo de energía y la generación de calor. Al usar SpeedStep, los usuarios pueden seleccionar el equilibrio de conservación de energía y rendimiento que mejor se adapte a ellos, o incluso cambiar la velocidad del reloj dinámicamente a medida que cambia la carga del procesador.
La potencia consumida por una CPU con una capacitancia C, corriendo a la frecuencia f y voltaje V es aproximadamente:
P = C V 2 f {\displaystyle P = CV^{2} f}
Para un procesador dado, C es un valor fijo. Sin embargo, V y f pueden variar considerablemente. Por ejemplo, para un 1.Pentium M de 6 GHz, la frecuencia de reloj se puede reducir en decrementos de 200 MHz en el rango de 1,6 a 0,6 GHz. Al mismo tiempo, el requisito de voltaje disminuye de 1,484 a 0,956 V. El resultado es que el consumo de energía teóricamente disminuye en un factor de 6,4. En la práctica, el efecto puede ser menor porque algunas instrucciones de CPU usan menos energía por tick del reloj de la CPU que otras. Por ejemplo, cuando un sistema operativo no está ocupado, tiende a emitir instrucciones x86 halt (HLT), que suspenden el funcionamiento de partes de la CPU durante un período de tiempo, por lo que consume menos energía por tick del reloj de la CPU que cuando ejecuta instrucciones productivas en su estado normal. Para una velocidad de trabajo dada, una CPU que se ejecuta a una velocidad de reloj más alta ejecutará una mayor proporción de instrucciones HLT. La ecuación simple que relaciona potencia, voltaje y frecuencia anterior tampoco tiene en cuenta el consumo de energía estática de la CPU. Esto tiende a no cambiar con la frecuencia, pero cambia con la temperatura y el voltaje. Los electrones calientes y los electrones expuestos a un campo eléctrico más fuerte tienen más probabilidades de migrar a través de una compuerta como corriente de «fuga de compuerta», lo que lleva a un aumento en el consumo de energía estática.
Los procesadores más antiguos, como el Pentium 4-M, que utilizan versiones anteriores de SpeedStep, tienen menos incrementos de velocidad de reloj. La tecnología SpeedStep es en parte responsable de la reducción del consumo de energía del procesador Pentium M de Intel, parte de la marca Centrino.