Hỗ trợ lên tới hai CPU vật lý (trong các socket vật lý riêng biệt) và lên tới bộ xử lý 64 logical (VD: các lõi hay các thread trên một CPU). Do đó, Tính đến năm 2014[cập nhật], HĐH hỗ trợ tất cả các CPU đa lõi thương mại, bao gồm cả dòng Intel Core, hoặc dòng AMD FX.
Sử dụng nhân của Windows Server 2003, mới hơn của phiên bản Windows XP 32-bit và có những cải thiện để nâng cao tính ổn định.[9] Windows XP Professional x64 Edition cũng giới thiệu Kernel Patch Protection (cũng có tên là PatchGuard) giúp cải thiện bảo mật bằng cách loại bỏ các rootkit.[10]
Hỗ trợ phân vùng ổ đĩa GPT cho phân vùng dữ liệu (data volumes) (nhưng không phải phân vùng có thể khởi động (bootable volumes) sau SP1,[11] cho phép sử dụng ổ đĩa lớn hơn 2 TB để sử dụng như một phân vùng GPT riêng để lưu trữ dữ liệu.
Cho phép mã hoá âm thanh hoặc video nhanh hơn, hiệu suất trò chơi cao hơn và kết xuất 3D nhanh hơn trong phần mềm được tối ưu cho phần cứng 64-bit.
Đi kèm Internet Information Services (IIS) phiên bản 6.0. Tất cả các phiên bản 32-bit khác của Windows XP chỉ có phiên bản IIS 5.1.
Đi kèm Windows Media Player (WMP) phiên bản 10.[12] Windows XP Professional chỉ đi kèm WMP 8, mặc dù WMP 11 vẫn có sẵn cho tất cả phiên bản Windows XP.
Lợi ích từ các tính năng IPsec và cải thiện từ Windows Server 2003.[13]
Remote Desktop Services hỗ trợ bàn phím nhập liệu Unicode, chuyển hướng múi giờ phía máy khách, vẽ GDI+ nguyên hàm để cải thiện hiệu suất, mã hoá FIPS, trình điều khiển máy in dự phòng, tự động kết nối lại và các thiết đặt Group Policy mới.[15]
