Intel 64架構是IA-32架構的擴展。
1）Intel 64將一個線性地址的位數擴展到了64bit，因此支持的線性地址空間（linear address space）爲16EiB（1EiB=2^60Byte）。然而這只是線性地址空間的大小，而根據《Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developers Manual Volumn 1》的2.2.9的描述，Intel 64支持的物理地址空間可達到40bit，即1TiB。
2）支持Intel 64的CPU可工作在兩種模式下：傳統的32位兼容模式；64位模式。傳統的32位兼容模式下，可無縫地運行舊有的32位應用程序（這些應用程序不用經過再編譯），而64位模式則提供了更多的特性：如可訪問高出4G的線性地址；訪問增加的8個寬度爲64bit的通用寄存器（R8~R15）；訪問8個增加的用於SSE、SSE2、SSE3、SSSE3的寄存器（XMM8~XMM15）；原有的通用寄存器的寬度增加到了64bit；指令中的指針的寬度默認爲64bit，而操作數的默認寬度爲32bit；指令中增加可選的REX前綴，用於控制是否訪問的操作數是否是64bit寬；原有的控制寄存器CRn的寬度都擴展到64bit，並新增一個控制寄存器CR8，用於提供更快的中斷優先級服務；