一つの処理で32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32ビット幅であるものをいう。
かつて、セガのゲーム機セガサターンでは32ビットマイクロプロセッサのSH-2を2機搭載して「64ビット級」などと広告されたりもしたが、無茶な話である。
ちなみにPentium Ⅲ以降では実数演算を行なうSIMD命令群(SSE)を持っている。この機能のために、128ビット長のレジスタを新たに8本も搭載した。かといって、Pentium Ⅲを128ビットマイクロプロセッサと呼ぶことはない。実数演算機のレジスタ長は、「○○ビットマイクロプロセッサ」という時の条件には含まれないらしい。
1980年代に登場し、主流となった。
世界初の32ビットマイクロプロセッサはIntelのiAPX432であるが、普及はしなかった。
ゲーム機でも様々なものが32ビットマイクロプロセッサを採用しており、例えばPlayStationではR3000A(34MIPS)が使われている。
主な32ビットマイクロプロセッサに、次のようなものがある。