Chế độ gỡ lỗi trong Windows XP là một chế độ chẩn đoán đặc biệt cho phép người dùng gửi thông tin gỡ lỗi đến một máy tính khác thông qua cáp nối tiếp. Máy tính còn lại chạy phần mềm gỡ lỗi để phân tích thông tin được gửi từ máy gốc.
Chế độ gỡ lỗi là một trong những tùy chọn Khởi động An toàn của Windows XP. Nó được truy cập bằng cách nhấn F8 trong khi hệ thống khởi động và chọn tùy chọn Gỡ lỗi. Windows có khả năng khởi động ở chế độ Gỡ lỗi ngay cả khi hệ điều hành không khởi động bình thường.
Phần mềm gỡ lỗi có sẵn từ cả Microsoft và các công ty bên thứ ba. Phần mềm gỡ lỗi chính thức của Microsoft, WinDbg, có sẵn dưới dạng tải xuống miễn phí trên trang web của Microsoft. WinDbg có khả năng gỡ lỗi hệ điều hành, trình điều khiển và ứng dụng và nó mạnh hơn Trình gỡ lỗi Visual Studio nổi tiếng hơn của Microsoft.
Các công cụ gỡ lỗi của Microsoft yêu cầu máy tính khởi động vào chế độ Gỡ lỗi và kết nối với máy tính thứ hai đang chạy WinDbg. Các tiện ích của bên thứ ba tồn tại cho phép gỡ lỗi phần mềm trong khi máy tính chạy hệ điều hành. Phần mềm phổ biến nhất trong số này cho Windows XP, SoftICE, là phần mềm thương mại; ưu điểm chính của nó so với phần mềm miễn phí của Microsoft là nó có khả năng gỡ lỗi mà không cần máy tính thứ hai. Bên cạnh sự tiện lợi khi không yêu cầu máy tính thứ hai, gỡ lỗi còn hữu ích hơn đối với các vấn đề về trình điều khiển khi được thực hiện trong hệ điều hành.