一回の処理で64ビットのデータを扱うことができるマイクロプロセッサのこと。32ビットマイクロプロセッサよりも処理能力が高く、扱えるメモリ容量も多い。1990年代中盤に登場し、企業の高性能なコンピュータなどで使用されるプロセッサである。
Digital Equipment社(DEC。1998年にCompaq Computer社が吸収)のAlphaシリーズや、Sun Microsystems社のUltra SPARC、MIPS Technology社のRシリーズ、Intel社とHewlett Packard社が共同開発したItaniumなどがこれにあたる。