Kiến trúc 286 đã giới thiệu [[chế độ bảo vệ]], cho phép bảo vệ bộ nhớ ở mức phần cứng. Tuy nhiên, việc sử dụng các tính năng mới này yêu cầu một [[hệ điều hành]] mới được thiết kế đặc biệt cho chế độ được bảo vệ. Vì đặc điểm kỹ thuật thiết kế chính của bộ vi xử lý x86 là chúng hoàn toàn tương thích ngược với phần mềm được viết cho tất cả các chip x86 trước chúng, chip 286 được tạo ra để bắt đầu trong 'chế độ thực' - tức là, ở chế độ mà tắt các tính năng bảo vệ bộ nhớ mới Tính năng bảo vệ, để nó có thể chạy hệ điều hành được viết cho 8086 và 80186. Tính đến năm 2016, ngay cả những CPU x86 mới nhất (bao gồm CPU [[x86-64]]) bắt đầu ở chế độ thực ở chế độ bật nguồn và có thể chạy phần mềm được viết cho hầu như bất kỳ chip x86 trước đó.
BIOS PC mà IBM giới thiệu hoạt động ở chế độ thực, cũng như các hệ điều hành [[DOS]]([[MS-DOS]], DR-DOS, v.v...) Các phiên bản đầu tiên của [[Microsoft Windows]] chạy ở chế độ thực. [[Windows 2.1x|Windows/386]] có thể thực hiện một số chế độ được bảo vệ, và điều này được thực hiện đầy đủ hơn trong [[Windows 3.0]], có thể chạy ở chế độ thực hoặc sử dụng chế độ được bảo vệ theo cách của Windows / 386. Windows 3.0 thực sự có một số chế độ: "chế độ thực", "chế độ chuẩn" và "chế độ tăng cường 386", sau này yêu cầu một số tính năng ảo hóa của bộ vi xử lý 80386, và do đó sẽ không chạy trên 80286 cho chế độ thực, và nó là môi trường hoạt động chính thống đầu tiên đòi hỏi ít nhất một bộ xử lý 80286. Kiến trúc [[Windows 95]] là sự phát triển của "chế độ 386 nâng cao" của [[Windows 3.1x|Windows for Workgroups]]. Không có phiên bản nào trong số này có thể được coi là hệ điều hành x86 hiện đại, vì chúng chỉ chuyển sang chế độ bảo vệ cho một số chức năng nhất định. ([[Unix]], [[Linux]], OS/2, [[Windows NT]] 3.x và mới hơn, được coi là hệ điều hành hiện đại vì chúng chuyển CPU sang chế độ bảo vệ khi khởi động, không bao giờ trở về chế độ thực và cung cấp tất cả lợi ích của chế độ bảo vệ bất kỳ lúc nào.) Hệ điều hành 64 bit chỉ sử dụng hệ điều hành này như một bước đệm khác để chuyển sang chế độ dài. Điều đáng chú ý là chế độ bảo vệ của 80286 là nguyên thủy hơn nhiều so với chế độ được bảo vệ được cải tiến được giới thiệu với 80386; sau này đôi khi được gọi là chế độ bảo vệ 386 và là chế độ mà các hệ điều hành x86 32 bit hiện đại hoạt động trên đó.
