3DNow!はMMX命令に21個の新命令を追加したもので、特に浮動小数点演算処理に重点の置かれた拡張がされている。
具体的には、64ビットのMMXレジスタに32ビットの浮動小数点データ2個を格納し、この2個の数値に対して同時に演算を行なえるようにした。更に、3DNow!は2個のMMXユニットが完全に並列動作でき、実質で最大4個の新たな浮動小数点演算命令の実行が可能となる。
普通のMMXは、同時に演算できるのは整数のみで、浮動小数点演算を行なうには数値演算コプロセッサ(FPU)に切り替えないとならず、しかも切り替えるのには多くの時間がかかるという弱点があった。3DNow!はその弱点を改善したものと言える。
機能の有無は、EAXレジスタに0x80000001を代入してCPUID命令を実行し、EDXレジスタに得られたフラグのビット31が1かどうかで確認できる。
浮動小数点演算性能では、ピーク時で
である。参考までに、IntelのMMX製品では、
なので、同クロック比で優に4倍の3D処理性能を実現させた。
この拡張により3Dグラフィックス処理の高速化が期待され、MPEG-2動画再生やDVDなどで使われているDolby Digital(AC-3)のデコードも可能になる。