プロセスに複数のスレッドを持たせることもでき、これをマルチスレッドという。

CPUが1つしかないコンピュータでマルチスレッドのプログラムを実行する場合、CPUは実行するスレッドを切り替えながら処理をしていくことになる。

マルチスレッドにおいて、テキストセグメントは複数のプロセスやスレッドで共有されるが、スタックセグメントはスレッドの数だけ用意される。 スタックセグメントは各スレッド専用のメモ帳であり、他のスレッドのスタックセグメントを操作することは禁止されている。

データセグメントも複数スレッド間で共有メモリとして利用可能だが、共有メモリのデータを読み書きする時には、途中でCPUが実行するスレッドが入れ替わっても悪影響がないようにしなければならない。 そのため、割込み禁止やセマフォと呼ばれる排他制御が必要となる。