For å sikre bakoverkompatibiliteten arvet IA-32 mye fra den 16-bit x86-arkitekturen. En IA-32-prosessor er en CISC-prosessor med 8 generelle prosessorregistre, 6 segmentregistre (mot 4 i tidligere x86-arkitekturer), programteller og flaggregister. Arkitekturen tillot i utgangspunktet bruk av 4 gigabyte minne, men maskinvaren som implementerte arkitekturen kunne sette en lavere grense. Senere kom utvidelser som tillot bruk av opptil 64 GB.