在計算機架構中，64位整數、內存地址或其他數據單元是指那些寬度為64位的數據。另外，64位CPU和ALU是指那些基于該尺寸的處理器寄存器、地址總線或數據總線。使用這種處理器的計算機就是64位計算機。

從軟件角度看，64位意味著使用具有64位虛擬內存地址的機器代碼。然而，并不是所有的64位指令集都支持完整的64位虛擬內存地址；例如，x86-64和ARMv8只支持48位的虛擬地址，虛擬地址的其余16位需要全部為0或全部為1，并且有幾個64位指令集支持少于64位的物理內存地址。

術語64位也描述了一代計算機，其中64位處理器是標準。64位是一個字的大小，它定義了某些類別的計算機架構、總線、內存和CPU，并延伸到在其上運行的軟件。自20世紀70年代以來，64位CPU一直用于超級計算機（Cray-1，1975年），自20世紀90年代初以來，用于基于簡化指令集計算機（RISC）的工作站和服務器。2003年，64位CPU以x86-64處理器和PowerPC G5的形式被引入主流PC市場。

一個64位寄存器可以容納264個（超過18萬億或1.8×1019）不同數值中的任何一個。64位可存儲的整數值的范圍取決于所使用的整數表示法。在兩種最常見的表示方法中，作為（無符號）二進制數表示的范圍是0到18,446,744,073,709,551,615（264 - 1），而作為二元補數表示的范圍是-9223372036854775808（-263）到9223372036854775807（263 - 1）。因此，一個擁有64位內存地址的處理器可以直接訪問264字節（16 exbibytes或EiB）的字節可尋址內存。

在沒有進一步限定的情況下，64位計算機架構通常有64位寬的整數和尋址寄存器，允許直接支持64位數據類型和地址。然而，CPU可能有外部數據總線或地址總線，其大小與寄存器不同，甚至更大（例如，32位奔騰有一個64位數據總線）。

處理器寄存器通常分為幾組：整數、浮點、單指令、多數據（SIMD）、控制，通常還有用于地址運算的特殊寄存器，可能有各種用途和名稱，如地址、索引或基寄存器。然而，在現代設計中，這些功能通常由更通用的整數寄存器來執行。在大多數處理器中，只有整數或地址寄存器可以用來尋址內存中的數據；其他類型的寄存器不能。因此，這些寄存器的大小通常限制了可直接尋址的內存的數量，即使有一些寄存器，如浮點寄存器，也比較寬。

大多數高性能的32位和64位處理器（一些明顯的例外是老式或嵌入式的ARM架構（ARM）和32位的MIPS架構（MIPS）CPU）都有集成的浮點硬件，這通常是基于64位的數據單位，但不一定。例如，盡管x86/x87架構的指令能夠在內存中加載和存儲64位（和32位）浮點值，但內部浮點數據和寄存器格式是80位寬，而通用寄存器是32位寬。相比之下，64位的Alpha系列使用64位的浮點數據和寄存器格式，以及64位的整數寄存器。

許多計算機指令集的設計是，一個整數寄存器可以存儲計算機/物理或虛擬存儲器中任何位置的內存地址。因此，內存地址的總數通常由這些寄存器的寬度決定。20世紀60年代的IBM System/360是早期的32位計算機；它有32位整數寄存器，盡管它只使用字的低階24位作為地址，導致16 MiB（16 × 10242字節）的地址空間。32位超級計算機，如DEC VAX，在20世紀70年代變得很普遍，32位微處理器，如摩托羅拉68000系列和從英特爾80386開始的x86系列的32位成員，在80年代中期出現，使32位成為事實上的共識，成為方便的寄存器大小。

一個32位的地址寄存器意味著可以引用232個地址，或4GB的隨機存取存儲器（RAM）。當這些架構被設計出來時，4吉字節的內存遠遠超出了安裝中的典型數量（4兆字節），這被認為是足夠的尋址空間。42.9億個地址被認為是一個合適的工作規模，還有一個重要原因：42.9億個整數足以為數據庫等應用中的大多數實體分配xxx的引用。

一些超級計算機架構的