x86-64 (atau x64, x86_64, dan AMD64) ialah set arahan x86 versi 64-bit. Bilangan ingatan maya dan ingatan fizikalnya adalah jauh lebih besar (secara teori, 264 bait atau 16 eksbibait) berbanding pendahulu-pendahulu 32-bitnya, lantas membolehkan program menyimpan lebih banyak data dalam ingatan. x86-64 turut menyediakan daftar tujuan am bersaiz 64-bit serta pelbagai peningkatan lain. Tentuan asalnya dicipta oleh AMD, dan kini telah dilaksanakan oleh AMD, Intel dan VIA. Ia juga serasi ke belakang dengan kod x86 16-bit dan 32-bit. Oleh kerana set-set arahan 16-bit dan 32-bit kekal terlaksana dalam perkakasan tanpa sebarang pelagakan, beboleh laku x86 sedia ada dapat dijalankan tanpa kemunduran prestasi, manakala aplikasi-aplikasi yang dikodkan semula supaya menggunakan ciri-ciri baharu rekaan pemproses x86-64 mungkin mendapat peningkatan dari segi prestasi.Pelbagai nama telah digunakan untuk set arahannya; sebelum pelancaran, x86-64 dan x86_64 telah digunakan, sementara AMD menamakannya AMD64 semasa dikeluarkan. Intel pada awalnya menggunakan nama IA-32e dan EM64T sebelum akhirnya menggunakan nama Intel 64 untuk pelaksanaan mereka. Sesetengah anggota industri, termasuk Apple, menggunakan x86-64 dan x86_64, manakala yang lain, umumnya Sun Microsystems (kini Oracle Corporation) dan Microsoft, menggunakan x64 sementara keluarga sistem pengendalian BSD dan beberapa edaran Linux menggunakan AMD64.Pemproses AMD K8 ialah pemproses pertama yang melaksanakan seni bina sebegini; ini merupakan peningkatan penting kepada seni bina x86 yang pertama datang daripada syarikat selain Intel. Intel terpaksa mengikut dan memperkenalkan keluarga NetBurst terubahsuai yang serasi secara perisian dengan rekaan dan tentuan AMD. VIA memperkenalkan x86-64 dalam seni bina VIA Isaiah menerusi VIA Nano.Tentuan x86-64 berbeza dengan seni bina Itanium (dahulunya IA-64) Intel yang set arahannya adalah tidak serasi dengan set arahan seni bina x86.