מערכת הפעלה היא תוכנה המנהלת את משאבי החומרה והתוכנה במחשב. בנוסף, מערכת ההפעלה מספקת את התשתית הנחוצה להרצה של יישומי מחשב ומתפקדת כמגשרת בין המשתמש ובין החומרה של המחשב. זו התוכנה הראשונה שעולה עם הדלקת המחשב והיא זו המאפשרת לו לפעול. תהליך טעינתה של מערכת ההפעלה, המתבצע עם הדלקת המחשב, קרוי אתחול.
אוסף של תוכנות ומיקרוקוד (Firmware) שתפקידן לתווך בין החומרה ובין התוכנות היישומיות. מערכת ההפעלה מנהלת ושולטת על משאבי המחשב ורשת התקשורת ודואגת לחלקם בין היישומים. מערכות ההפעלה הבולטות היום הם מערכת החלונות של מיקרוסופט, יוניקס, מערכות ההפעלה קנייניות כמו OS/390 , HP OpenVMS ועוד.
ראה רכיב 3.10 בעץ המערכת
ראה קיט עץ מערכת אוניברסלי - הרחבה 3.10: מערכת הפעלה