La microarchitecture Nehalem est une microarchitecture x86 d'Intel, utilisée par les familles Nehalem et Westmere. Elle succède à Core, par rapport à laquelle elle apporte plusieurs changements majeurs, comme l'intégration du contrôleur mémoire, l'utilisation d'un nouveau bus de données système et inter-processeur (QPI), et l'intégration d'un contrôleur PCI-Express. .
L'architecture Nehalem est nativement multicœurs. Une conception modulaire permet de proposer des variantes de cette architecture en fonction des divers segments du marché, avec plus ou moins de cœurs, de mémoire cache, de bus système et de contrôleurs mémoires.
La plupart des microprocesseurs modernes intègrent leur contrôleur mémoire, qui permet les échanges directes entre la mémoire vive et le processeur, sans passer par le chipset.
Certains modèles sont reliés au système par un bus nommé « QuickPath Interconnect ». Il est relativement similaire dans son principe à l'HyperTransport de son concurrent AMD, afin de fournir une bande passante mémoire optimale tout en éliminant au maximum les goulets d'étranglement.