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。2003年才以x86-64和64位PowerPC 处理器架构的形式引入到（在此之前是32位）个人计算机领域的主流。

一个 64 位的 CPU，内部可能有外部数据总线或不同大小的地址总线，可能比较大或比较小；术语“64位”也常用于描述这些总线的大小。例如，目前有许多机器有着使用 64 位总线的32位处理器（如最初的 Pentium 和之后的 CPU），因此有时会被称作“64位”。同样的，某些 16 位处理器（如 MC68000）指的是 16/32 位处理器具有 16 位的总线，不过内部也有一些 32 位的性能。这一术语也可能指计算机指令集的指令长度，或其它的数据项（如常见的 64 位双精度浮点数）。去掉进一步的条件，“64位”计算机架构一般具有 64 位宽的整数型寄存器，它可支持（内部和外部两者）64 位“区块”（chunk）的整数型数据。