Режим совместимости (Compatibility mode) — подрежим длинного режима (Long Mode), который позволяет 64-разрядным операционным системам запускать существующие 16-разрядные и 32-разрядные приложения x86. Эти устаревшие приложения работают в режиме совместимости без перекомпиляции.
Приложения, работающие в режиме совместимости, используют 32-битную или 16-битную адресацию и могут получить доступ к первым 4 ГБ пространства виртуальных адресов. Как и в защищенном режиме, этот режим позволяет приложениям получать доступ к физической памяти объемом более 4 ГБ с помощью PAE (расширения физических адресов). Устаревшие префиксы инструкций x86 переключаются между 16-битными и 32-битными адресами и размерами операндов.
Как и в случае с 64-битным режимом, режим совместимости включается операционной системой на основе отдельного сегмента кода. Это означает, что 64-разрядная ОС может поддерживать 64-разрядные приложения, работающие в 64-разрядном режиме, и поддерживать устаревшие 32-разрядные приложения (не перекомпилированные для 64-разрядных), работающие в режиме совместимости. Однако, в отличие от 64-битного режима, сегментация x86 функционирует так же, как и в устаревшей архитектуре x86, используя 16-битную или 32-битную семантику защищенного режима. С точки зрения приложения режим совместимости выглядит как устаревшая среда защищенного режима x86. Однако с точки зрения операционной системы трансляция адресов, обработка прерываний и исключений, а также структуры системных данных используют 64-битные механизмы длинного режима. Режим совместимости также поддерживает все уровни привилегий, поддерживаемые в 64-разрядном и защищенном режимах. Устаревшие приложения, работающие в режиме Virtual 8086 или использующие аппаратное управление задачами не будут работать в режиме совместимости.