公共语言运行时（CLR），是一个可由多种编程语言使用的“运行时”。包括，内存管理，程序集加载，安全性，异常处理和线程同步，它们可以由面向CLR的所有语言使用。在运行时，CLR根本不关心开发人员用哪一种语言来写源代码。

微软已经创建了好几个面向CLR的语言编译器，包括，C++/CLI，C#，Visual Basic，F#，Iron Python，Iron Ruby以及一个中间语言（IL）汇编器。除了微软，另一些公司，学院和大学也创建了自己的编译器，它们也能面向CLR来生成代码。

无论使用哪一种编译器，结果都是一个托管模块，它是一个标准的PE32文件或PE32+文件。托管模块由4部分组成，PE32或PE32+头，CLR头，元数据，中间语言（IL）代码。

本地代码编译器生成的是面向特定CPU架构的代码，而每个面向CLR的编译器生成的都是IL代码。IL代码有时称为托管代码，因为CLR要管理它的执行。

高级语言通常只公开了CLR所有功能的一个子集。然而，IL汇编语言允许开发人员访问CLR的所有功能。

为了执行包含托管代码或者托管数据的模块，最终用户必须在自己的计算机上安装CLR（.NET Framework的一部分）。C++编译器比较特殊，只有它才允许开发人员同时写托管和非托管代码，并生成到同一个模块中。
C++编译器默认生成包含非托管（本地）代码的EXE/DLL模块，并在运行时操纵非托管数据（本地内存），这些模块不需要CLR即可运行。然而，制定一个/CLR命令行开关后，C++编译器就能生成包含托管代码的模块。当然，最终用户必须安装CLR才能执行这种代码。
只有C++编译器允许开发人员在源代码中同时定义托管和非托管数据类型，允许开发人员在托管代码中使用他们现有的本地C/C++代码，并在逐渐习惯之后开始使用托管类型。

程序集（Assembly）是一个或多个模块或资源文件的逻辑分组。在CLR的世界中，程序集相当于一个“组件”。
CLR操作的逻辑单元就是程序集，在程序集的所有文件中，有一个文件容纳了清单（manifest）。清单是一组元数据表的集合，表中主要包含了作为程序集的组成部分的那些文件的名称。此外，它们还描述了程序集的版本，语言文化，发布者，公开导出类型以及构成程序集的所有文件。
CLR总是首先加载包含“清单”元数据表的文件，再根据这个“清单”来获取程序集中的其他文件的名称。
程序集是可以由多个文件构成的，一些是含有元数据的PE文件，另一些是.gif或.jpg这样的资源文件。为了便于理解，可将程序集视为一个逻辑EXE或DLL。程序集将可重用类型的逻辑表示与物理表示分开了，程序集是进行重用，版本控制和应用安全性设置的一个基本单元。

遗憾的是，不能直接从Visual studio集成开发环境中创建多文件程序集。要创建多文件程序集，只能使用命令行工具。

命令行创建多文件程序集的例子：
假定有两个源代码文件，RUT.cs包含不常用的类型，FUT.cs包含常用的类型。

csc /t:module RUT.cs

C#编译器将编译RUT.cs，创建名为RUT.netmodule的标准PE文件，但是CLR不能单独加载它。

csc /out:JeffTypes.dll /t:library /addmodule:RUT.netmodule FUT.cs

C#编译器将编译FUT.cs，来生成JeffTypes.dll。由于指定了/t:library开关，所以生成的JeffTypes.dll是包含了清单元数据表的一个PE文件。/addmodule:RUT.netmodule开关告诉编译器，RUT.netmodule这个文件应被视为程序集的一部分。

名称空间完全独立于程序集，一个程序集中可以有不同的名称空间，同一个名称空间也可以分布在不同的程序集上。尽管程序集包含相同的名称空间，但没有相同的类名。

在开发期间，添加对程序集的引用，使之包含在程序集引用中，该类型的程序集就可以用于编译器。运行期间，只要实例化了一种类型的程序集，或者使用了该类型的一个方法，就会加载所引用的程序集。
除了这种自动操作之外，还可以通过编程加载程序集。