寄存器是CPU的組成部分，因爲在CPU內，所以CPU對其讀寫速度是最快的，不需要IO傳輸，但同時也決定了此類寄存器數量非常有限，有限到幾乎每個存儲都有自己的名字，而且有些還有多個名字。
IA-32構架提供了16個基本寄存器，這16個基本寄存器可以歸納爲如下幾類:
- 通用寄存器
- 段寄存器
- 狀態和控制寄存器
- 指令寄存器
通用寄存器
32位通用寄存器有八個，eax, ebx, ecx, edx, esi, edi, ebp, esp，
他們主要用作邏輯運算、地址計算和內存指針，具體功能如下：
- eax 累加和結果寄存器
- ebx 數據指針寄存器
- ecx 循環計數器
- edx i/o指針
- esi 源地址寄存器
- edi 目的地址寄存器
- esp 堆棧指針
- ebp 棧指針寄存器
當然，以上功能並未限制寄存器的使用，特殊情況爲了效率也可作其他用途。
這八個寄存器低16位分別有一個引用別名 ax, bx, cx, dx, si, di, sp, bp。
其中 ax, bx, cx, dx, 的高8位又引用至 ah, bh, ch, dh，低八位引用至 al, bl, cl, dl
在 64-bit 模式下，有16個通用寄存器，但是這16個寄存器是兼容32位模式的，32位方式下寄存器名分別爲 eax, ebx, ecx, edx, edi, esi, ebp, esp, r8d – r15d。在64位模式下，他們被擴展爲 rax, rbx, rcx, rdx, rdi, rsi, rbp, rsp, r8 – r15。其中 r8 – r15 這八個寄存器是64-bit模式下新加入的寄存器。
段寄存器
段寄存器 cs, ds, ss, es, fs, gs, 保存16位的段選擇子，一個段選擇子指定了一個段在內存的指針，
以便再內存中訪問段，訪問方式與內存模式有關，段模式和平坦模式其代表的意義並不相同。
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cs 代碼段寄存器
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ds, es, fs, gs 數據段寄存器
-
ss 堆棧段寄存器
在 64-bit 模式下，這6個寄存器並無變化，只是使用上略有區別。
狀態和控制寄存器 eflags
這個寄存器表示的意義非常豐富，程序中並不直接操作此寄存器，並由此衍生出很多操作指令。
除去一些保留位，其他每位都代表一個具體的含義，其中 bits 0, 2, 4, 6, 7, 11 是狀態位，標識了某此操作後的狀態:
- CF (bit 0) —— 進位標識，算術操作進行了進位和借位，則此位被設置
- PF (bit 2) —— 奇偶標識，結果包含奇數個1，則設置此位
- AF (bit 4) —— 輔助進位標識，結果的第3位像第4位借位，則此位被設置
- ZF (bit 6) —— 零標識，結果爲零，此位設置
- SF (bit 7) —— 符號標識，若爲負數則設置此位
- OF (bit 11) —— 溢出標識，結果像最高位符號位進行借位或者進位，此標誌被設置
8, 9, 10 位爲控制標識:
-
TF (bit 8) —— 陷阱標識，設置進程可以被單步調試
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IF (bit 9) —— 中斷標識，設置能夠響應中斷請求
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DF (bit 10) —— 方向標識，用於標示字符處理過程中指針移動方向
64-bit模式下，該寄存器被擴展爲64位，rflags，但是其高32位保留未被使用，其低32位所表示含義與32位模式相同。
指令寄存器 EIP
EIP —— 標誌當前進程將要執行指令位置，在64位模式下擴展爲 RIP 64位指令寄存器。
控制寄存器
- cr0
- cr2
- cr3
- cr4
系統表指針寄存器
- idtr —— 中斷描述符表信息
- gdtr —— 全局描述符表信息
- ldtr —— 局部描述符表信息
任務寄存器tr
保存任務的狀態信息 tss
調試寄存器
dr0 – dr7，控制和允許監視進程的調試操作
x87 FPU 寄存器
這組指令專門用過浮點運算，因爲浮點運算尤其固有的特性，所以需要使用一組獨立寄存器。
數據寄存器包括 r0 – r7 的8個 80 位寄存器，彙編程序中通過名字 st(x) 引用，另外還有3個16位寄存器，分別是控制寄存器，狀態寄存器，標記寄存器。這裏的省略具體含義的介紹。
MMX 寄存器
MMX 爲一種 SIMD 技術，即可通過一條指令執行多個數據運算，共有8個64位寄存器，分別爲mm0 – mm7，它與其他普通64位寄存器的區別在於通過它的指令進行運算，可以同時計算2個32位數據，或者4個16位數據等等，可以應用爲圖像處理過程中圖形 顏色的計算。
另外需要特別注意的是，MMX並非一種新的寄存器，而是FPU 80位寄存器的低64位，也就是說，使用MMX指令集，會影響浮點運算！
XMM 寄存器
XMM 同 MMX，只是他有 8 個 128 位寄存器，分別爲 xmm0 – xmm7，另外還包含計算過程中的狀態和控制寄存器。