Prosessoren var en betydelig forbedring av x86-arkitekturen. Forgjengeren Intel 80286 hadde en 16-bit segmentert minnehåndterings-enhet og beskyttet modus. Intel 80386 tilføyde en 32-bit arkitektur og en enhet for minnehåndtering som gjorde det mulig for operativsystemer å realisere virtuell hukommelse gjennom .