Architektura 32-bitowa – architektura komputera, w której słowa, adresy i inne dane mieszczą się w najwyżej 32 bitach pamięci.
Termin architektura 32-bitowa nie musi odnosić się do długości szyny danych oraz możliwości adresowych takiego procesora (długości szyny adresowej). Przykładowo procesory klasy Pentium Pro lub wyższej mają zewnętrzną szynę danych 64-bitową, natomiast procesory i386SX miały zewnętrzną szynę danych tylko 16-bitową.
W odniesieniu do możliwości adresowania pamięci, 32 bity określają liczbę możliwych do zaadresowania komórek. Istnieje 232 wariacji 32-bitowego adresu, czyli bezpośrednio można adresować 4 294 967 296 (4 G) komórek pamięci. Jest to postęp w stosunku do architektury 16-bitowej. Nie oznacza to jednak absolutnego ograniczenia możliwości adresowych procesora 32-bitowego – możliwe jest zwiększenie przestrzeni adresowej np. przez zastosowanie segmentacji lub wirtualizacji pamięci, jak to miało miejsce w 16-bitowej architekturze.