AMD64 ISAおよび互換環境(Intel 64)における、64ビット環境のこと。64ビット命令を用いるためには、このモードに動作を切り換えなければならない。
命令オペコードにおいてはREXプリフィックスの追加と、それとコードが重複するinc/dec命令(op 0x40-0x4F)の廃止が顕著である。
また汎用レジスタが64ビットとなり、更に従来の8個から16個に倍増した。
ロングモードでは高速化に支障があると判断された命令は、廃止されている。
fs/gs以外のセグメントのpush/popは廃止され、またpusha/popa命令等もことごとく廃止された。
call farproc(op 0x9a)とjmp flabel(op 0xea)の直接far jump/callも廃止された。64ビットセグメントへのfar callはコールゲートを経由して行なう。