Käyttöjärjestelmä on ohjelma, joka on suunniteltu suorittamaan muita ohjelmia tietokoneessa. Tietokoneen käyttöjärjestelmä on sen tärkein ohjelma. Sitä pidetään tietokoneen selkärankina, joka hallitsee sekä ohjelmisto- että laitteistoresursseja. Käyttöjärjestelmät ovat vastuussa kaikesta muistin ohjauksesta ja varaamisesta ulkoisten laitteiden tulojen tunnistamiseen ja tulosten lähettämiseen tietokoneen näyttöihin. He hallitsevat myös tietokoneen kiintolevyllä olevia tiedostoja ja ohjaavat oheislaitteita, kuten tulostimia ja skannereja.
Suuren tietokonejärjestelmän käyttöjärjestelmällä on vielä enemmän tehtävää. Tällaiset käyttöjärjestelmät valvovat erilaisia ohjelmia ja käyttäjiä varmistaen, että kaikki toimii sujuvasti ilman häiriöitä huolimatta siitä, että useita laitteita ja ohjelmia käytetään samanaikaisesti. Käyttöjärjestelmällä on myös tärkeä rooli turvallisuuden kannalta. Sen tehtäviin kuuluu estää luvattomien käyttäjien pääsy tietokonejärjestelmään.
On monen käyttäjän, moniprosessoinnin, moniajon, monisäikeisen ja reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän. Monikäyttäjäkäyttöjärjestelmä mahdollistaa useiden käyttäjien suorittaa ohjelmia samanaikaisesti. Tämän tyyppistä käyttöjärjestelmää voidaan käyttää vain muutamille ihmisille tai satoille. Itse asiassa on olemassa joitakin käyttöjärjestelmiä, joiden avulla tuhannet ihmiset voivat suorittaa ohjelmia samanaikaisesti.
Moniprosessoiva käyttöjärjestelmä mahdollistaa ohjelman ajamisen useammalla kuin yhdellä keskusyksiköllä (CPU) kerrallaan. Tämä voi olla erittäin hyödyllistä joissakin työympäristöissä, kouluissa ja jopa joissakin kotitietokonetilanteissa. Monitehtäväkäyttöjärjestelmät toimivat hieman eri tavalla; ne mahdollistavat useamman kuin yhden ohjelman suorittamisen kerrallaan. Monisäikeiset käyttöjärjestelmät ovat vieläkin erilaisia, joten yhden ohjelman eri osia voidaan käyttää samanaikaisesti.
Reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät on suunniteltu siten, että tietokoneet voivat käsitellä syötteitä välittömästi ja vastata niihin. Yleensä yleiskäyttöisiä käyttöjärjestelmiä, kuten levykäyttöjärjestelmää (DOS), ei pidetä reaaliaikaisina, koska ne voivat vaatia sekunteja tai minuutteja vastaamaan syötteeseen. Reaaliaikaisia käyttöjärjestelmiä käytetään tyypillisesti silloin, kun tietokoneiden on reagoitava johdonmukaiseen syötteeseen viipymättä. Esimerkiksi reaaliaikaisia käyttöjärjestelmiä voidaan käyttää navigoinnissa.
Nykypäivän käyttöjärjestelmissä on yleensä graafisia käyttöliittymiä (GUI), jotka käyttävät osoitinlaitteita syöttöön. Hiiri on esimerkki tällaisesta osoitinlaitteesta, samoin kuin kynä. Yleisesti käytettyjä IBM-yhteensopivien tietokoneiden käyttöjärjestelmiä ovat Microsoft Windows, Linux ja Mac OS X.