Główną różnicą między 32-bitowymi i 64-bitowymi systemami operacyjnymi jest typ obsługiwanych przez nich procesorów, który określa liczbę obliczeń na sekundę, które są w stanie wykonać. Co więcej, 32-bitowe systemy operacyjne mogą wykorzystywać tylko do 4 gigabajtów pamięci RAM, podczas gdy systemy 64-bitowe obsługują ponad 4 GB.
64-bitowy system operacyjny obsługuje 64-bitowe procesory z wieloma rdzeniami, w tym z procesorami dwurdzeniowymi, czterordzeniowymi, sześciordzeniowymi i Oktrokrdzeniowymi. Im większa liczba rdzeni, tym więcej mocy obliczeniowej ma procesor. W porównaniu do systemu 32-bitowego 64-bitowy system z odpowiednim 64-bitowym procesorem wielordzeniowym jest lepiej dostosowany do obsługi trudnych zadań, takich jak edycja wideo lub renderowanie obrazu.
Kolejną różnicą między tymi dwiema wersjami jest to, że 32-bitowy system operacyjny może uruchamiać tylko programy i używać sterowników napisanych specjalnie dla 32-bitowego zestawu instrukcji, podczas gdy 64-bitowy system obsługuje oprogramowanie napisane dla architektury 64-bitowej, podczas gdy zezwalanie komputerowi na uruchamianie aplikacji 32-bitowych poprzez emulację oprogramowania. 32-bitowy system operacyjny może uzyskać dostęp do 2 ^ 32 bajtów pamięci adresowanej bajtowo, podczas gdy wersja 64-bitowa ma dostęp do 2 ^ 64 bajtów, co daje ponad 18 kwintilionów bajtów.
Począwszy od 2014 roku 64-bitowe systemy operacyjne są bardziej powszechne niż systemy 32-bitowe ze względu na większą dostępność 64-bitowych procesorów i ich niższą cenę. Ponieważ 64-bitowa wersja systemu Windows XP została wydana w 2001 roku, Microsoft zaoferował zarówno 32-bitowe, jak i 64-bitowe wersje swoich systemów operacyjnych, w tym Windows Vista, Windows 7 i Windows 8.
