64位操作系统是指特别为64位架构计算机系统而设计的操作系统。

64位操作系统的优点，在于能够利用64位处理器的优势，在处理多媒体内容时能够有更佳的表现。

在计算机架构中，64位整数、内存地址或其他数据单元，是指它们最高达到64位（8字节）宽。

此外，64位CPU和算术逻辑单元架构是以寄存器、内存总线或者数据总线的大小为基准。

64位CPU在1960年代，便已存在于超级计算机，且早在1990年代，就有以RISC为基础的工作站和服务器。