Windows XP 64-Bit Edition, Microsoft Windows XP'nin 64 bit tabanlı bilgisayarlar için özel olan sürümüdür. 32 bit sürümüne göre çok daha yüksek miktarda hafıza kapasitesi desteğiyle öne çıkar.

Normal olarak 64 bit bir işletim sisteminde çalışan yazılımlar da 64 bit olmak zorundadır. Fakat üretici şirket bu sorunu WoW64 adını verdiği bir çeşit emülatör yoluyla aşmıştır, böylece hem halihazırda çok büyük bir çoğunluğu 32 bit olan yazılımlar, hem de 64 bit yazılımlar bu işletim sistemi üzerinde aynı anda çalışabilmektedir. Bu emülasyon hemen hemen tüm uygulama yazılımlarında işe yarasa da, aygıtların yazılımlarla çalışabilmesini sağlayan 'aygıt sürücüsü' adı verilen yazılımcıklar ve işletim sisteminde arka planda çalışması gereken bazı yazılımlar (virüs tarayıcı/temizleyici, güvenlik duvarı, v.b.) emülasyon kipinde çalışamaz ve bu yüzden 64 bit olarak yeniden yazılmaları gerekir, bu işletim sisteminin zayıf yönlerinden biri olarak değerlendirilebilir. Bundan başka, 32 bit uygulama yazılımları, yukarıda bahsedilen yüksek hafıza ve disk kapasitelerinden yararlanamazlar, çünkü emülasyondan dolayı 'kendilerini 32 bit Windows üzerinde çalışıyor sanırlar', bu gelişmiş özelliklerden yaralanabilmek için, yine uygulama yazılımlarının da 64 bit olarak yeniden yazılması gerekmektedir. Öte taraftan, 32 bit yazılımları destekleyen Windows XP 64-Bit Edition, 16 bit yazılımlara destek vermemektedir. Yukarıda belirtilen sebeplere ek olarak, donanım üreticilerinin sınırlı desteği yüzünden ve 64 bit işlemcilerin pazara sürülme tarihleri görece yeni olduğundan, yaygın kullanılan bir işletim sistemi haline gelmemiş, yaygınlaşmamasının sonucunda hataları zor ortaya çıkmış ve bazı bakımlardan 32 bit Windows XP kadar kararlı hale gelmemiştir. Üretici şirket 2007 yılında piyasaya sürmeyi planladığı Windows Vista'yı pazarın hakim işletim sistemi olması hedefiyle tasarlayıp geliştirdiğinden, sözü edilen eksikliklerin yeni sürümde büyük ölçüde giderilmiş olacağı öngörülmektedir. 32 bit işlemci içeren donanım sistemlerine Windows XP 64-Bit Edition işletim sistemi kurulamaz. Windows Xp 32-Bit'teki gibi RAM (Random Access Memory)3 GB'inin sonrası algılanır