Adresy, słowa i inne dane 16-bitowe to takie informacje, które mieszczą się na 16 bitach pamięci, co jest równe dokładnie dwóm oktetom. 16-bitowe architektury CPU czy ALU są architekturami używającymi takiej właśnie wielkości rejestrów, szyny adresowej, szyny danych.
Termin architektura 16-bitowa nie musi odnosić się do długości szyny danych oraz możliwości adresowych takiego procesora (długości szyny adresowej). Przykładowo: 16-bitowy procesor 8088 posiada 8-bitową szynę danych (co oznacza, że podczas jednego cyklu odczytu z pamięci może odczytać 8 bitów) oraz 20-bitową szynę adresową (co z kolei umożliwia mu adresowanie 220, czyli megabajt pamięci).
Pierwszym na świecie mikroprocesorem 16-bitowym był TMS9900 wyprodukowany przez firmę Texas Instruments w 1976 roku.
Procesory 16-bitowe stosunkowo dawno wyszły z użycia domowego, obecnie stosowane są głównie w sterownikach przemysłowych i systemach wbudowanych.