‌سیستم‌عامل‌ها از نظر عملکرد به چند دسته تقسیم می‌شوند:

  • سیستم‌های بلادرنگ: ‌سیستم‌عامل‌های بلادرنگ دسته‌ای از ‌سیستم‌عامل‌ها هستند که باید در زمانی مشخص و معین حتما جواب مورد نظر را به کاربر نمایش دهند. هدف اصلی استفاده از سیستم‌های بی‌درنگ، واکنش سریع و تضمین‌شده در برابر یک رویداد خارجی است. سیستم‌های کنترل آزمایش‌های علمی، تصویربرداری پزشکی، کنترل صنعتی و برخی از سیستم‌های نمایش از این دسته هستند.
  • سیستم‌های چندکاربره: سیستم‌های چندکاربره اجازه می‌دهند تا کاربران متعدد به صورت هم‌زمان به یک سیستم کامپیوتری دسترسی داشته باشند.
  • ‌سیستم‌عامل تک‌پردازنده: این ‌سیستم‌عامل‌ها تنها بر روی یک پردازنده اجرا می‌شوند، مانند ‌سیستم‌عامل‌های خانواده ویندوز.
  • ‌سیستم‌عامل شبکه‌ای: این ‌سیستم‌عامل‌ها جهت مدیریت شبکه پیاده‌سازی شده‌اند و بیشتر امکانات آن‌ها برای رسیدگی به این هدف است، مانند سیستم ناول نت (Novell Net) یا ویندوزسرور (Windows Server).
  • ‌سیستم‌عامل توزیع‌شده: این ‌سیستم‌عامل‌ها خود را مانند ‌سیستم‌عامل‌های تک‌پردازنده به کاربر معرفی می‌کنند، اما در عمل از چندین پردازنده استفاده می‌کنند. این نوع ‌سیستم‌عامل در یک محیط شبکه‌ای اجرا می‌شود. در این نوع سیستم، یک برنامه پس از اجرا در کامپیوترهای مختلف، جواب نهایی را به سیستم اصلی کاربر برمی‌گرداند و سرعت پردازش آن بسیار بالا است.

تا کنون ‌سیستم‌عامل‌های زیادی ارائه شده است که می‌توان آن‌ها را در سه گروه تقسیم کرد:

  • ‌سیستم‌عامل‌های تحت وب
  • ‌سیستم‌عامل‌های گوشی‌های هوشمند
  • ‌سیستم‌عامل‌های کامپیوترهای شخصی

‌سیستم‌عامل‌هایی که برای کامپیوترهای شخصی ارائه شده‌اند در سه خانواده ویندوز، لینوکس و مکینتاش قرار می‌گیرند.

خانواده ویندوز: ویندوز ‌سیستم‌عاملی است که شرکت مایکروسافت آن‌ را برای رایانه‌های شخصی (PC) تولید کرده است. این ‌سیستم‌عامل، نسخه‌های متعددی دارد که از سال ۱۹۸۵ تاکنون به بازار عرضه شده‌اند.

‌سیستم‌عامل‌های متن‌باز لینوکس: لینوکس (Linux) یک ‌سیستم‌عامل شبه یونیکس است. در واقع لینوکس به خودی خود تنها یک هسته ‌سیستم‌عامل است و از طریق ترکیب کردن آن با ابزارها و برنامه‌های دیگر است که می‌توان یک ‌سیستم‌عامل را تشکیل داد. ‌سیستم‌عامل‌های لینوکس به صورت متن باز ارائه می‌شود و قابلیت توسعه توسط افراد مختلف را دارد چرا که همیشه کدها در دسترس هستند.

مکینتاش: مکینتاش هم نام ‌سیستم‌عامل ارائه شده توسط شرکت اپل است. این ‌سیستم‌عامل قابل نصب بر روی محصولات شرکت اپل است اما برخی نسخه‌های این ‌سیستم‌عامل، با دستکاری در هسته قابل نصب بر روی سایت کامپیوترهای شخصی و لپ‌تاپ‌ها می‌شوند.