Thumb指令集可以看做ARM指令集的一个子集，其用于支持存储系统数据总线为16位的应用系统。Thumb指令长度为16位，这样，与32位的ARM指令集相比，有效地节省了系统的存储空间。但Thumb指令集中的数据处理指令的操作数仍然是32位的，指令寻址地址也是32位的。
在实际应用中，若对系统的性能有较高要求，则选arm指令集和32位的memory；若对系统的功耗有较高要求时，则选Thumb指令集和16位的memory；一般将两者混合使用，根据系统不同部分的不同需求，选用合适的指令，发挥两者的优势。
Thumb指令集由数据处理指令、跳转指令、Load/Store指令和软件中断指令4大类构成。
数据处理指令格 式 功 能 MOV Rd,imm_8;Rd＝imm_8；Rd为R0~R7，imm_8为8位立即数 MOV Rd,Rn;Rd＝Rn；Rd、Rn为R0~R15MVN Rd,Rn;Rd＝~Rn；Rd、Rn为R0~R7NEG Rd,Rn;Rd＝-Rn；Rd、Rn为R0~R7ADD Rd,Rn,imm;Rd＝Rn+imm；Rd为R0~R7，Rn为R0~R7或PC或SP；
Rn为PC或SP时，imm为10位立即数；
否则，imm为3位立即数 ADD Rd,Rn,Rm;Rd＝Rn+Rm；Rd、Rn、Rm为R0~R7ADD Rd,imm;Rd＝Rd+imm；Rd为R0~R7或SP
Rd为SP时，imm为-508~+508间的4整数倍的数
否则，imm为8位立即数 ADD Rd,Rn;Rd＝Rd+Rn；Rd、Rn为R0~R15ADC Rd,Rn;Rd＝Rd+Rn+carry；Rd、Rn为R0~R7，carry为进位标志值 SUB Rd,Rn,imm_3;Rd＝Rn-imm_3；Rd、Rn为R0~R7，imm_3为3位立即数 SUB Rd,Rn,Rm;Rd＝Rn-Rm；Rd、Rn、Rm为R0~R7， SUB Rd,imm;Rd＝Rd-imm；Rd为R0~R7或SP
Rd为SP时，imm为-508~+508间的4整数倍的数
否则，imm为8位立即数 SBC Rd,Rn;Rd＝Rd-Rn-!carry；Rd、Rn为R0~R7，carry为进位标志值 MUL Rd,Rn;Rd＝Rd×Rn；Rd、Rn为R0~R7AND Rd,Rn;Rd＝Rd&Rn；Rd、Rn为R0~R7ORR Rd,Rn;Rd＝Rd|Rn；Rd、Rn为R0~R7EOR Rd,Rn;Rd＝Rd^Rn；Rd、Rn为R0~R7BIC Rd,Rn;Rd＝Rd&(~Rn)；Rd、Rn为R0~R7ASR Rd,Rn;Rd＝Rd算术右移Rn位；Rd、Rn为R0~R7ASR Rd,Rn,imm_5;Rd＝Rn算术右移imm_5位；Rd、Rn为R0~R7，
imm_5为1~32间的数值 LSL Rd,Rn;Rd＝Rd逻辑左移Rn位；Rd、Rn为R0~R7LSL Rd,Rn,imm_5;Rd＝Rn逻辑左移imm_5位；Rd、Rn为R0~R7LSR Rd,Rn;Rd＝Rd逻辑右移Rn位；Rd、Rn为R0~R7LSR Rd,Rn,imm_5;Rd＝Rn逻辑右移imm_5位；Rd、Rn为R0~R7ROR Rd,Rn;Rd＝Rd循环右移Rn位；Rd、Rn为R0~R7CMP Rn,Rm;根据Rn-Rm的值，修改CPSR的状态标志位；
Rn、Rm为R0~R7CMP Rn,imm_8;根据Rn-imm_8的值，修改CPSR的状态标志位；
Rn为R0~R7CMN Rn,Rm;根据Rn+Rm的值，修改CPSR的状态标志位；
Rn、Rm为R0~R7TST Rn,Rm;根据Rn&Rm的值，修改CPSR的状态标志位；
Rn、Rm为R0~R7跳转指令格 式 功 能 B{cond} labelPC＝label；
若有cond，则label必须在当前指令的-256~+256字节范围内；
否则，label必须在当前指令的-2KB~+2KB范围内 BL labelR14＝PC+4，PC＝label；
label必须在当前指令的-4MB~+4MB范围内 BX RnPC＝Rn，且切换处理器状态Load/Store指令格 式 功 能 LDR Rd,[Rn,imm];Rd＝地址（Rn+imm）中的字数据；Rd为R0~R7，Rn为R0~R7或SP或PC；若Rn为PC或SP，imm为5位立即数，否则imm为8位立即数 LDR Rd,[Rn,Rm];Rd＝地址（Rn+Rm）中的字数据；Rd、Rn、Rm为R0~R7LDRH Rd,[Rn,imm_5];Rd＝地址（Rn+imm_5）中的无符号半字数据；Rd、Rn为R0~R7，imm_5为5位立即数 LDRH Rd,[Rn,Rm];Rd＝地址（Rn+Rm）中的无符号半字数据；Rd，Rn，Rm为R0~R7LDRB Rd,[Rn,imm_5];Rd＝地址（Rn+imm_5）中的无符号字节数据；Rd、Rn为R0~R7LDRB Rd,[Rn,Rm];Rd＝地址（Rn+Rm）中的无符号字节数据；Rd，Rn，Rm为R0~R7LDRSH Rd,[Rn,Rm];Rd＝地址（Rn+Rm）中的有符号半字数据；Rd，Rn，Rm为R0~R7LDRSB Rd,[Rn,Rm];Rd＝地址（Rn+Rm）中的有符号字节数据；Rd，Rn，Rm为R0~R7LDR Rd,label;Rd＝地址（label）中的字数据；Rd为R0~R7STR Rd,[Rn,imm];地址（Rn+imm）处的字数据＝Rd；Rd为R0~R7，Rn为R0~R7或SP或PC；若Rn为PC或SP，imm为5位立即数，否则imm为8位立即数软件中断指令格 式 功 能 SWI 8位立即数 8位立即数为中断号