多年来，英特尔x86架构一直在发展。从最初引入的29,000个晶体管微处理器8086到包含8.2亿个晶体管的四核Intel core 2，组织和技术已经发生了巨大变化。
x86体系结构演进的一些亮点是：
- 8080 –
它是世界上第一个通用微处理器。它是一台8位计算机，具有一条通往存储器的8位数据路径。它用于第一台个人计算机。 - 8086 –
它是一台16位计算机，功能比以前的计算机强大得多。它具有更宽的16位数据路径和更大的寄存器，以及指令高速缓存或队列，该高速缓存或队列在执行之前预取了一些指令。这是8086体系结构的首次出现。它具有实模式和1 MB的可寻址内存。 - 80286 –
它具有16 MB的可寻址内存，而不仅仅是1 MB，并且包含两种模式：实模式和第一代16位保护模式。它具有16位的数据传输宽度和16位的编程模型(16位通用寄存器和16位寻址)。 - 80386 –
这是Intel的第一台32位计算机，由于采用32位体系结构，因此可以与几年前推出的微型计算机和大型机的复杂性和功能相抗衡。它是第一个支持多任务处理的处理器，并包含32位保护模式。它还实现了分页的概念(允许的32位虚拟内存地址转换为32位物理内存地址)。它具有4 GB的可寻址物理内存，数据传输宽度为32位。 - 80486 –
它介绍了缓存技术和指令流水线的概念。它包含写保护功能，并提供了一个内置的数学协处理器，可从主CPU上卸下复杂的数学运算。 - 奔腾–
随着多条指令开始并行执行，引入了超标量技术的使用。页面大小扩展(PSE)功能已添加，是对分页的次要增强。 - 奔腾Pro –
它使用了寄存器重命名，分支预测，数据流分析，推测执行和更多的流水线阶段。还添加了微代码中的高级优化技术以及2级缓存。它实现了第二代地址转换，其中将32位虚拟地址转换为36位物理内存地址。 - 奔腾II –
通过整合Intel MMX技术(多媒体数据集)，它能够有效地处理视频，音频和图形数据。 - 奔腾III –
它包含SMD(流扩展)指令(SSE)，并支持3D图形软件。它的最大CPU时钟频率为1.4 GHz，并包含70条新指令。 - 奔腾4 –
它实现了第三代地址转换，该转换将48位虚拟内存地址转换为48位物理内存地址。它包含多媒体的其他浮点增强功能。 - 核 –
这是第一款具有双核功能的英特尔微处理器，可以在一个芯片上实现2个处理器。还有一个可视化技术。 - 核心2 –
它将体系结构扩展到64位，而核心2 Quad在单个芯片上提供了四个处理器。寄存器集和寻址模式均为64位。