Das Athlon 64 ist der erste 64-Bit-x86-Prozessor in Produktion für Desktops. Dieser Prozessor hat darüber hinaus AMD64 Erweiterung einige andere neue Technologien, die erstmals zum Einsatz kommen, zum Beispiel: HyperTransport™-Technologie, ein integrierter DDR-Speichercontroller, der Enhanced Virus Protection von Microsoft von Fenster XP Service Pack 2 wird unterstützt und die Cool'n'Quiet Technologie.
AMD hat die x86-64 Befehlssatz entwickelt, auch bekannt als AMD64. Dadurch wurde die adressierbare Speicherkapazität von 4 . erhöht Gibibyte bis 16 Exbibyte. Die zweite wichtige Ergänzung ist die Erhöhung aller Registertypen von 8 auf 16. Dadurch können Berechnungen schneller ausgeführt werden, ohne dass der Speicher zurückgefordert werden muss. Der Hauptvorteil dieses Befehlssatzes gegenüber anderen 64-Bit-Versionen besteht darin, dass er den bereits vorhandenen x86-Befehlssatz ergänzt und nicht ersetzt. Dadurch kann bestehende Software (bestehend aus Millionen verschiedener Programme) auf diesem Prozessor weiterlaufen. Da Softwarehersteller sich weigerten, zwei verschiedene 64-Bit-Befehlssätze zu unterstützen, war Intel mehr oder weniger gezwungen, ihren 64-Bit-Befehlssatz, der von den Prozessoren mit den Codenamen "Prescott" und "Tejas" verwendet wird, kompatibel zu machen AMD64.
