En informatique, un système d'exploitation (souvent appelé OS pour Operating System, le terme anglophone) est un ensemble de programmes qui dirige l'utilisation des capacités d'un ordinateur par des logiciels applicatifs. Il reçoit de la part des logiciels applicatifs des demandes d'utilisation des capacités de l'ordinateur — capacité de stockage des mémoires et des disques durs, capacité de calcul du processeur. Le système d'exploitation accepte ou refuse de telles demandes, puis réserve les ressources en question pour éviter que leur utilisation n'interfère avec d'autres demandes provenant d'autres logiciels.
Le système d'exploitation est le premier programme exécuté lors de la mise en marche de l'ordinateur, après l’amorçage. Il offre une suite de services généraux qui facilitent 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 logiciels.
Il existe sur le marché des dizaines de systèmes d'exploitation différents. Ils sont souvent livrés avec l'appareil informatique — c'est le cas de Windows, Mac OS, Irix, Symbian OS et Android. Les fonctionnalités offertes diffèrent d'un modèle à l'autre, et sont typiquement en rapport avec l'exécution des programmes, l'utilisation de la mémoire centrale, des périphériques, la manipulation des systèmes de fichiers, la communication, ou la détection d'erreurs.
La définition des systèmes d'exploitation est rendue floue par le fait que les vendeurs de tels produits considèrent comme étant le système d'exploitation la totalité du contenu de leur produit, y compris les vidéos, les images et les logiciels applicatifs qui l'accompagnent.
En 2012, les deux familles de systèmes d'exploitation les plus populaires sont la famille Unix (dont Mac OS X, Linux, Ios et Android) et la famille