La principale différence entre les systèmes d'exploitation 32 bits et 64 bits réside dans le type de processeurs qu'ils prennent en charge, qui détermine le nombre de calculs par seconde qu'ils sont capables d'effectuer. De plus, les systèmes d'exploitation 32 bits ne peuvent utiliser que jusqu'à 4 Go de RAM, tandis que les systèmes 64 bits prennent en charge des quantités supérieures à 4 Go.
Un système d'exploitation 64 bits prend en charge les processeurs 64 bits dotés de plusieurs cœurs, notamment les processeurs bicœur, quadricœur, hexa-cœur et octo-cœur. Plus le nombre de cœurs est élevé, plus la puissance de traitement d'un processeur est élevée. Par rapport à un système 32 bits, un système 64 bits avec le processeur multicœur 64 bits approprié est mieux adapté pour gérer des tâches difficiles, telles que le montage vidéo ou le rendu d'images.
Une autre différence entre les deux versions est qu'un système d'exploitation 32 bits ne peut exécuter que des programmes et utiliser des pilotes écrits spécifiquement pour le jeu d'instructions 32 bits, tandis qu'un système 64 bits prend en charge les logiciels écrits pour l'architecture 64 bits tandis que permettant à l'ordinateur d'exécuter des applications 32 bits via une émulation logicielle. Un système d'exploitation 32 bits peut accéder à 2^32 octets de mémoire adressable par octets, tandis que la version 64 bits peut accéder à 2^64 octets, ce qui représente plus de 18 quintillions d'octets.
À partir de 2014, les systèmes d'exploitation 64 bits sont plus courants que les systèmes 32 bits en raison de la plus grande disponibilité des processeurs 64 bits et de leur prix moins élevé. Depuis la sortie de la version 64 bits de Windows XP en 2001, Microsoft propose des versions 32 bits et 64 bits de ses systèmes d'exploitation, notamment Windows Vista, Windows 7 et Windows 8.
