I likhet med 80286 hadde også 80386 en segmentert hukommelse. Segmentene på 80386 kunne være 4 GB store, med 16-bit selektorer og 32-bit offset. Dette ga et logisk adresserom på 2 byte eller 64 terabyte. Verken OS/2 2.x og høyere, Windows NT, UNIX eller Unix-liknende operativsystemer benyttet imidlertid denne segmenterte modellen. I stedet realiserte de innenfor ét enkelt segment på 4 GB.