Registrene i IA-32 er de samme som de har vært siden 8086-prosessoren, men med unntak av segmentregistrene, ble de utvidet fra 16 til 32 biter. Dette ble gjort på en slik måte at man fortsatt kan referere til den nederste 16 bitene med de gamle navnene, mens nye programmer skrevet for IA-32 kan referere til alle 32 bitene ved å sette en foran de gamle navnene. Segmentregistrene forble 16-bit og beholdt navnene, men det kom til to nye. I tillegg er det en håndfull andre registre som brukes av operativsystemet til å styre prosessorens oppførsel eller få spesiell informasjon fra den. Dessuten har x87-FPUen sine egne registre.