一つの処理で128ビットの数値を扱うことができるマイクロプロセッサのこと。
明確な定義はないが、一般には、レジスタ、整数演算器、データバスなどが128ビット幅であるものをいう。
世界初の完全128ビットマイクロプロセッサは、PlayStation2用のCPU、Emotion Engineである。
主な128ビットマイクロプロセッサに、次のようなものがある。