第一，設計初衷不同。64位作業系統的設計初衷是：滿足機械設計和分析、三維動畫、視訊編輯和創作，以及科學計算和高效能運算應用程式等領域中需要大量記憶體和浮點效能的客戶需求。換句簡明的話說就是：它們是高科技人員使用本行業特殊軟體的執行平臺。而32位作業系統是為普通使用者設計的。  

第二，要求配置不同。64位作業系統只能安裝在64位電腦上(CPU必須是64位的)。同時需要安裝64位常用軟體以發揮64位（x64）的最佳效能。32位作業系統則可以安裝在32位(32位CPU)或64位(64位CPU)電腦上。當然，32位作業系統安裝在64位電腦上，其硬體恰似“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，通用暫存器)的資料寬度為64位，64位指令集可以執行64位資料指令，也就是說處理器一次可提取64位資料(只要兩個指令，一次提取8個位元組的資料)，比32位(需要四個指令,一次提取4個位元組的資料)提高了一倍，理論上效能會相應提升1倍。 

第四，定址能力不同。
 
64位處理器的優勢還體現在系統對記憶體的控制上。由於地址使用的是特殊的整數，因此一個ALU（算術邏輯運算器）和暫存器可以處理更大的整數，也就是更大的地址。比如，Windows Vista x64 Edition支援多達128 GB的記憶體和多達16 TB的虛擬記憶體，而32位CPU和作業系統最大隻可支援4G記憶體。  

第五，軟體普及不同。目前，64位常用軟體比32位常用軟體，要少得多的多。道理很簡單：使用64位作業系統的使用者相對較少。因此，軟體開發商必須考慮“投入產出比”，將有限資金投入到更多使用群體的軟體之中。這也是為什麼64位軟體價格相對昂貴的重要原因(將成本攤入較少的發售之中)。