В них як основне сховище операндів використовується набір регістрів загального призначення або спеціалізованих регістрів. Використання регістрів веде до істотного підвищення продуктивності: по-перше регістрова пам'ять швидше оперативної, по-друге набір регістрів дає більше можливостей програмісту й компілятору для організації складних обчислень (на відміну, наприклад, від стекових архітектур, де порядок обчислення визначається однозначно й не може бути змінений), полегшує реалізацію мікроархітектурних методів підвищення продуктивності обчислень, таких як конвеєризація або сполучення операцій.