第壹，設計初衷不同。64位操作系統的設計初衷是為了滿足機械設計和分析、三維動畫、視頻編輯和創作，以及科學計算和高性能計算應用程序等領域中需要大量內存和浮點性能的客戶需求。?
第二，要求配置不同。64位操作系統只能安裝在64位電腦上(CPU必須是64位的)。同時需要安裝64位常用軟件以發揮64位（x64）的最佳性能。 32位操作系統則可以安裝在32位(32位CPU)或64位(64位CPU)電腦上。當然，32位操作系統安裝在64位電腦上，其硬件恰似"大馬拉小車"：64位效能就會大打折扣。?
第三，運算速度不同。64位CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的數據寬度為64位，64位指令集可以運行64位數據指令，也就是說處理器壹次可提取64位數據(只要兩個指令，壹次提取8個字節的數據)，比32位(需要四個指令,壹次提取4個字節的數據)提高了壹倍，理論上性能會相應提升1倍。?
第四，尋址能力不同。64位處理器的優勢還體現在系統對內存的控制上。由於地址使用的是特殊的整數，因此壹個ALU（算術邏輯運算器）和寄存器可以處理更大的整數，也就是更大的地址。