Tietokoneen moniajo on prosessi, jossa tietokone suorittaa useita ohjelmia samanaikaisesti. Tietojenkäsittelyn historian alkuvaiheessa moniajo ei ollut ennenkuulumatonta, ja se oli vuosikymmeniä siirretty huippuluokan keskusyksiköihin, eikä se ollut käytettävissä henkilökohtaisessa tietojenkäsittelyssä. Tekniikan kehittyessä moniajo tuli saataville ja kehittyi nopeasti henkilökohtaisten tietokoneiden teollisuusstandardiksi. Vuodesta 2011 lähtien jopa älypuhelimien kaltaiset laitteet pystyvät usein suorittamaan moniajoa, jolloin käyttäjät voivat esimerkiksi surffata Internetissä ja suoratoistaa musiikkia samanaikaisesti.
Kun tietokoneen moniajo oli kehityksen alkuvaiheessa, sitä kutsuttiin ajanjakoksi, termiksi, joka viittasi tapaan, jolla useat ohjelmat tai prosessit jakoivat suorittimen voiman. Melko varhain tämä termi korvattiin nykyaikaisella termillä moniajo, vaikka aikaisimmissa versioissaan moniajo ei ollut todellinen moniajo, vaan nopea vaihto samanaikaisten sovellusten välillä. Nykyaikaiset tietokoneet, joissa on vain yksi prosessori, pystyvät näyttämään suorittavan useita tehtäviä samanaikaisesti käyttämällä tätä tekniikkaa.
Tietokoneissa, joissa on useita suorittimia, on kaksi tai useampia erillisiä suorittimia, jotka on yhdistetty toisiinsa. Nämä järjestelmät, jotka ovat yleistyneet ja kehittyneet 21 -luvun alussa, kykenevät todelliseen moniajoon, vaikka käytännössä näiden järjestelmien toiminnassa ei ole havaittavaa eroa suorituskyvyn parantamisen lisäksi verrattuna yhden prosessorin järjestelmiin. Useat prosessorit mahdollistavat kuitenkin useiden eri ohjelmien suorittamisen samanaikaisesti.
Järjestelmän muisti rajoittaa edelleen tietokoneen moniajoa. Tietokoneen suorituskyky riippuu suorittimen nopeudesta, mutta tietyn suorittimen kerralla suorittamien ohjelmien määrää rajoittaa myös näiden ohjelmien käyttämä järjestelmämuisti. Muistikytkentäksi kutsuttu tekniikka mahdollistaa järjestelmän muistin käytön millä tahansa ohjelmalla, joka on parhaillaan käynnissä yhden prosessorin järjestelmissä, tai sen siirtäminen tarpeen mukaan useille prosessorijärjestelmille.
Sanotaan, että todellinen tietokoneiden moniajo vaikuttaa ihmisten tapaan elää, työskennellä ja käyttää tietokoneitaan, ja tämä on tietyllä tavalla varmasti totta. Moniajo mahdollistaa musiikin suoratoiston Internet -radiopalvelusta samalla kun tutkitaan ja kirjoitetaan paperia samanaikaisesti. Ihmisen kykyjen rajoittaminen monitehtäviin rajoittaa kuitenkin lopulta tapoja, joilla yksilöt voivat hyödyntää nykyaikaisten tietokoneiden voimaa moniajoon. Ihmisillä on rajallinen kyky keskittyä useisiin tehtäviin tai toimintoihin, mikä vaikeuttaa vuorovaikutusta useamman kuin yhden ohjelmiston kanssa kerrallaan.