可以使用32位元的偏移量，即使记忆体空间有使用区段，但也允许应用程式存取超过4GB空间而不需要区段的分隔。此外，32位元保护模式提供分页的支援，是一种让虚拟记忆体得以实现的机制。没有新的通用暂存器被加入。所有16位元的暂存器除了区段暂存器外都扩充为32位元。Intel在暂存器的助记符号上加入“E”来表示（因此扩充的AX变成EAX，SI变成ESI，依此类推）。因为有更多的暂存器数量、指令、和运算单元，因此机器码的格式也被扩充。为了提供与先前的架构相容，包含执行码的区段可以被标示为16或是32位元的指令集。