Multilib, kurz für multiple libraries, oder Multilib-Umgebung bezeichnet eine spezielle Konfiguration eines Betriebssystems, mit deren Hilfe Programme für meist zwei eng verwandte Rechnerarchitekturen auf einem Computer ausgeführt werden können,[1] ohne den Einsatz spezieller Software wie etwa einer virtuellen Maschine. Eine Grundvoraussetzung dafür ist, dass die Hardware zu beiden Befehlssatzarchitekturen kompatibel ist. Das bekannteste Beispiel für diese Kompatibilität ist die x64-Mikroarchitektur (AMD64, x86-64), die abwärtskompatibel zur 32-Bit-x86-Architektur IA-32 ist. Diese wiederum ist abwärtskompatibel zur 16-Bit-x86-Architektur (x86).
Der Begriff wird häufig in Verbindung mit Linux und Open Source verwendet.
Eine Multilib-Umgebung ist in der Regel ressourcenschonender als eine virtuelle Maschine realisierbar. Dafür bietet die virtuelle Maschine, da sie vollständig in Software implementiert werden kann, die Möglichkeit, auf einem Computer Rechnerarchitekturen darzustellen, die zur vorhandenen Hardware inkompatibel sind.