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~r15
mvn rd,rn;
rd＝~rn；rd、rn为r0~r7
neg rd,rn;
rd＝-rn；rd、rn为r0~r7
add 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~r7
add 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~r15
adc 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~r7
and rd,rn;
rd＝rd&rn；rd、rn为r0~r7
orr rd,rn;
rd＝rd|rn；rd、rn为r0~r7
eor rd,rn;
rd＝rd^rn；rd、rn为r0~r7
bic rd,rn;
rd＝rd&(~rn)；rd、rn为r0~r7
asr rd,rn;
rd＝rd算术右移rn位；rd、rn为r0~r7
asr 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~r7
lsl rd,rn,imm_5;
rd＝rn逻辑左移imm_5位；rd、rn为r0~r7
lsr rd,rn;
rd＝rd逻辑右移rn位；rd、rn为r0~r7
lsr rd,rn,imm_5;
rd＝rn逻辑右移imm_5位；rd、rn为r0~r7
ror rd,rn;
rd＝rd循环右移rn位；rd、rn为r0~r7
cmp rn,rm;
根据rn-rm的值，修改cpsr的状态标志位；
rn、rm为r0~r7
cmp rn,imm_8;
根据rn-imm_8的值，修改cpsr的状态标志位；
rn为r0~r7
cmn rn,rm;
根据rn+rm的值，修改cpsr的状态标志位；
rn、rm为r0~r7
tst 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} label
pc＝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 label
r14＝pc+4，pc＝label；
label必须在当前指令的-4mb~+4mb范围内
bx rn
pc＝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~r7
ldrh 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~r7
ldrb rd,[rn,imm_5];
rd＝地址（rn+imm_5）中的无符号字节数据；rd、rn为r0~r7
ldrb rd,[rn,rm];
rd＝地址（rn+rm）中的无符号字节数据；rd，rn，rm为r0~r7
ldrsh rd,[rn,rm];
rd＝地址（rn+rm）中的有符号半字数据；rd，rn，rm为r0~r7
ldrsb rd,[rn,rm];
rd＝地址（rn+rm）中的有符号字节数据；rd，rn，rm为r0~r7
ldr rd,label;
rd＝地址（label）中的字数据；rd为r0~r7
str 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