Operatsioonisüsteem on programm, mis on loodud arvutis muude programmide käitamiseks. Arvuti operatsioonisüsteem on selle kõige olulisem programm. Seda peetakse arvuti selgrooks, mis haldab nii tarkvara- kui ka riistvararessursse. Operatsioonisüsteemid vastutavad kõige eest alates mälu juhtimisest ja eraldamisest kuni välisseadmete sisendi tuvastamiseni ja väljundi arvutiekraanidele edastamiseni. Samuti haldavad nad arvuti kõvaketastel olevaid faile ja välisseadmeid, nagu printerid ja skannerid.
Suure arvutisüsteemi operatsioonisüsteemil on veel rohkem tööd. Sellised operatsioonisüsteemid jälgivad erinevaid programme ja kasutajaid, tagades, et kõik toimiks tõrgeteta ja häireteta, hoolimata asjaolust, et korraga kasutatakse arvukalt seadmeid ja programme. Operatsioonisüsteemil on ka turvalisuses oluline roll. Selle ülesanne on takistada volitamata kasutajatel arvutisüsteemile juurdepääsu.
On olemas mitme kasutajaga, mitme töötlusega, multitegumtöötluse, mitme lõimega ja reaalajas toimivad operatsioonisüsteemid. Mitme kasutajaga operatsioonisüsteem võimaldab mitmel kasutajal samaaegselt programme käitada. Seda tüüpi operatsioonisüsteemi saab kasutada vaid mõne inimese või sadade inimeste jaoks. Tegelikult on mõned operatsioonisüsteemid, mida kasutatakse tuhandete inimeste samaaegseks käivitamiseks.
Mitmetöötlusega operatsioonisüsteem võimaldab programmil korraga töötada rohkem kui ühes keskprotsessoris (CPU). See võib olla väga kasulik mõnes töökeskkonnas, koolis ja isegi mõnes koduses arvutitöös. Multitegumtöötlussüsteemid töötavad veidi teisiti; need võimaldavad käivitada rohkem kui ühte programmi korraga. Mitme lõimega operatsioonisüsteemid on veelgi erinevad, võimaldades ühe programmi erinevaid osi samaaegselt kasutada.
Reaalajas töötavad operatsioonisüsteemid on loodud selleks, et arvutid saaksid sisendit koheselt töödelda ja sellele reageerida. Tavaliselt ei võeta üldotstarbelisi operatsioonisüsteeme, näiteks ketaste operatsioonisüsteeme (DOS), reaalajas arvesse, kuna nende sisendile vastamiseks võib kuluda sekundeid või minuteid. Reaalajas operatsioonisüsteeme kasutatakse tavaliselt siis, kui arvutid peavad reageerima järjekindlale teabesisendile viivitamata. Näiteks võib navigeerimisel kasutada reaalajas operatsioonisüsteeme.
Tänapäeva operatsioonisüsteemidel on tavaliselt graafilised kasutajaliidesed (GUI), mis kasutavad sisendiks osutusseadmeid. Hiir on sellise osutusseadme näide, nagu ka pliiats. IBM-iga ühilduvate personaalarvutite tavaliselt kasutatavate operatsioonisüsteemide hulka kuuluvad Microsoft Windows, Linux ja Mac OS X.