段暫存器在計算機架構中主要用於存儲當前進程的邏輯地址空間中某一個特定段的起始地址。在x86架構中，主要有CS、DS、ES和SS四個段暫存器，它們分別用於存儲代碼段、數據段、附加數據段和堆疊段的起始地址。
在實模式下，記憶體地址是20位，需要用一個16位的段地址和一個16位的偏移地址組合成一個20位的記憶體地址。而在保護模式下，記憶體被劃分為多個段，每個段被賦予一個特定的許可權和屬性，段暫存器也就相應的承載了這些屬性。
此外，段暫存器還用於實現記憶體分段機制，它用於與偏移地址一起產生訪問存儲單元的物理地址。例如，代碼段暫存器CS用於存放當前正在運行的程式代碼所在段，數據段暫存器DS用於存放數據段，堆疊段暫存器SS存放堆疊段，附加段暫存器ES存放當前程式使用附加數據段。