Kerneli laiendus on arvutitarkvara osa, mis laaditakse operatsioonisüsteemi kesksesse komponenti. Kerneli laiendusi võidakse kasutada funktsioonide või riistvaratoe pakkumiseks, mis muidu ei oleks kerneli osa. Kerneli laiendusel on sageli lubatud täita toiminguid või pääseda juurde operatsioonisüsteemi osadele, mida tavaline tarkvara ei saa. Mõnes operatsioonisüsteemis nimetatakse kerneli laiendusi tuumamooduliteks või lihtsalt mooduliteks.
Enamikus operatsioonisüsteemides on stabiilse ja turvalise süsteemi säilitamiseks piiratud juurdepääs võrgule, failisüsteemidele ja süsteemikõnedele. Kerneli laiendustel on juurdepääs nendele funktsioonidele ja süsteemidele, kuna need töötavad kerneli osana. Laiendusteta kernelit nimetatakse baastuumaks. Laiendusi saab baastuumale lisada või sealt eemaldada.
Laiendused võimaldavad kerneli võimaluste osas suuremat paindlikkust ilma baastuuma keerukust suurendamata. Näiteks võib sülearvutitele sobivate energiasäästufunktsioonide lubamiseks laadida tuumalaienduse. Need funktsioonid ei sisaldu tavaliselt põhituumas, kuna operatsioonisüsteemi ei pruugita sülearvutis kasutada.
Kerneli laiendusi või mooduleid saab ka dünaamiliselt laadida ja maha laadida, mis tähendab, et need lisatakse kernelisse ja eemaldatakse sellest vastavalt vajadusele. See võimaldab arvutil säästa mälu ja muid ressursse, kui laiendust ei kasutata. Universaalse jadasiini (USB) võrguadapter võib laadida oma vajalikud draiverid kerneli laiendustena, kui see on ühendatud, ja seejärel eemaldada laiendused, kui seade eemaldatakse.
Neil on rohkem volitusi kui teistel programmidel, nii et kerneli laiendused ja moodulid võivad põhjustada ainulaadseid probleeme. Kerneli laiendusena töötav halvasti kodeeritud seadmedraiver võib põhjustada kogu süsteemi krahhi. Sel põhjusel julgustatakse tarkvaraarendajaid sageli kasutama kerneli laiendusi ainult siis, kui alternatiivi pole.
Enamiku kasutajate jaoks toimub laienduste konfigureerimine automaatselt. Mõned kasutajad, eriti need, kes kasutavad teatud operatsioonisüsteeme, haldavad kerneli laiendust või mooduleid ise. Tuumade versioonides on variatsioone, nii et laiendused ja moodulid ei pruugi kõigi tuumade või kõigi operatsioonisüsteemidega ühilduda.