NT採用用户模式与核心模式的分层设计并且是抢佔式和可重入的。可运行在单处理器或对称多处理器（SMP）上，并利用I/O请求包与异步I/O来处理所有的I/O请求。在Windows 2000（含）之前採用的Windows NT皆为32位元版本的，第一个基于IA-64的64位元Windows NT首先用于64位元的Windows XP，而第一个基于x86-64的64位Windows NT则为Windows Server 2003。用户模式下的程式与子系统仅能存取其可存取的资源，核心模式下的程式则可以存取所有资源