AVX-512 er en 512-biter utvidelse til 256-biter Advanced Vector Extensions SIMD instruksjoner for x86-64-arkitekturen. Utvidelsene ble kunngjort av Intel i juli 2013 og støttes i Intel Knights Landing mikroprosessor, og seinere i forskjellige AMD og Intel prosessorer. AVX-512 er ikke det første 512-biter SIMD instruksjonssettet som Intel har introdusert i sine mikroprosessorer. Koprosessoren Intel Xeon Phi, som er avledet av Intels prosjekt Larrabee, benyttet tidligere et lignende, men ikke binærkompatibelt og bare delvis kombatibelt instruksjonssett.
AVX-512 består av flere separate utvidelser som alle har sin egen CPUID indikator: F, CD, ER, PF, 4FMAPS, 4VNNIW, VL, DQ, BW, IFMA, VBMI, VBMI2, VPOPCNTDQ, BITALG, VNNI, VPCLMULQDQ, GFNI, VAES, BF16, VP2INTERSECT, FP16 og BMM.
Applikasjoner som gjør nytte av utvidelsene inneholder blant annet media prosessering, spill emulering og kunstig intelligens.
Etterfølgeren av AVX-512 er AVX10 og forener de fleste av dens utvidelser under en rekke av felles utvidelser.