En informatique, un système d'exploitation (souvent appelé OS — de l'anglais Operating System) est un ensemble de programmes qui dirige l'utilisation des ressources d'un ordinateur par des logiciels applicatifs¹. Il reçoit des demandes d'utilisation des ressources de l'ordinateur — ressources de stockage des mémoires (par exemple des accès à la mémoire vive, aux disques durs), ressources de calcul du processeur central, ressources de communication vers des périphériques (pour parfois demander des ressources de calcul au GPU par exemple ou tout autre carte d'extension) ou via le réseau — de la part des logiciels applicatifs. Le système d'exploitation gère les demandes ainsi que les ressources nécessaires, évitant les interférences entre les logiciels¹.

Le système d'exploitation est un logiciel, le deuxième et le principal programme exécuté lors de la mise en marche de l'ordinateur², le premier étant le programme d'amorçage (appelé également bootloader). Il offre une suite de services généraux facilitant la création de logiciels applicatifs et sert d'intermédiaire entre ces logiciels et le matériel informatique¹. Un système d'exploitation apporte commodité, efficacité et capacité d'évolution, permettant d'introduire de nouvelles fonctions et du nouveau matériel sans remettre en cause les logiciels².

Il existe sur le marché des dizaines de systèmes d'exploitation différents², très souvent livrés avec l'appareil informatique³. C'est le cas de Windows, Mac OS, Irix, Symbian OS, GNU/Linux, (pour ce dernier il existe de nombreuses distributions) ou Android. Les fonctionnalités offertes diffèrent d'un système à l'autre et sont typiquement en rapport avec l'exécution des programmes, l'utilisation de la mémoire centrale ou des périphériques, la manipulation des systèmes de fichiers, la communication, ou la détection et la gestion d'erreurs².

La définition des systèmes d'exploitation est rendue floue par le fait que les vendeurs de ces produits considèrent le système d'exploitation comme étant la totalité du contenu de leur produit, y compris les vidéos, les images et les logiciels applicatifs l'accompagnant¹, sans compter les modifications des constructeurs informatiques (dans les cas de licences OEM) qui compliquent la donne.

En 2012, les deux familles de systèmes d'exploitation les plus populaires sont Unix (dont macOS, GNU/Linux, iOS et Android) et Windows. Cette dernière détient un quasi-monopole sur les ordinateurs personnels avec près de 90 % de part de marché depuis 15 ans⁴.