thumb|AMD Athlon 64 w podstawce Socket 939 thumb|AMD Athlon 64 w podstawce Socket 754 x86-64 (AMD64 lub x64) – 64-bitowa architektura procesorów firmy AMD, przeznaczona dla komputerów osobistych (procesory AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Phenom, oraz ostatnie wersje procesorów Sempron), komputerów przenośnych (Sempron, Turion 64, Turion 64 X2) oraz serwerów i wydajnych stacji obliczeniowych (AMD Opteron). Jest ona rozszerzeniem architektury x86 głównie o 64-bitowe rozkazy oraz rejestry. Umożliwia także bezpośrednie wykonywanie 16- i 32-bitowego kodu x86.
Opis architektury Zestaw instrukcji x86-64 (nazwę zmieniono później na AMD64) jest rozszerzeniem zestawu instrukcji x86 głównie o rozkazy operujące na 64-bitowych operandach. Główną techniczną motywacją rozszerzenia tego najpopularniejszego w świecie procesorów zestawu instrukcji, było zapotrzebowanie ze strony użytkowników zaawansowanego oprogramowania operującego na dużych ilościach danych, na zwiększoną przestrzeń adresową – w klasycznej już architekturze x86 liniowa przestrzeń adresowa ma wielkość 232 bajtów = 4 GiB. Wraz z PAE procesory x86 mają 36-bitową szynę adresu, czyli mogą adresować 64 GiB pamięci, jednak oprogramowanie korzysta z pamięci powyżej 4 GiB prawie jak kiedyś z rozszerzeń EMS.