Регистровая адресация по сути напоминает прямую, только в данном случае вместо ячейки памяти указывается регистр. Поскольку регистры очень важны (благодаря быстрому доступу и коротким адресам), этот режим адресации является самым распространенным на большинстве компьютеров. Многие компиляторы определяют, к каким переменным доступ будет осуществляться чаще всего (например, индексы циклов) и помещают эти переменные в регистры.

Такой режим называют регистровой адресацией. В архитектурах с перенаправлением для загрузки, например UltraSPARC II, практически все команды используют этот режим адресации. Он не применяется только в том случае, если операнд перемещается из памяти в регистр (команда LOAD) или из регистра в память (команда STORE). Но даже в этих командах один из операндов является регистром - туда отправляется слово из памяти и оттуда перемещается слово в память.