Le système d'exploitation, abrégé SE (en anglais operating system, abrégé OS), est l'ensemble de programmes central d'un appareil informatique qui effectue les opérations de manipulation du matériel. Il sert à coordonner, optimiser et uniformiser l'utilisation du matériel informatique par les logiciels applicatifs. Intermédiaire entre les logiciels applicatifs et le matériel, le système d'exploitation effectue de nombreuses opérations au service des logiciels applicatifs et offre ainsi une manière unifiée d'exploiter les périphériques de l'ordinateur par l'intermédiaire d'interfaces de programmation banalisées.

Les systèmes d'exploitation sont utilisés dans tout les appareils informatique : ordinateur, assistant personnel, ainsi que console de jeu, téléphone portable ou GPS. Un système d'exploitation sert à coordonner l'utilisation du ou des processeurs, et accorder un certain temps pour l'exécution de chaque processus ; à réserver de l'espace dans les mémoires pour les besoins des programmes et à organiser le contenu des disque durs ou d'autres mémoires de masse en fichiers et répertoires. Il sert aussi à créer l'image numérique qui contiendra les interfaces homme-machine des différents programmes et à l'envoyer au moniteur ainsi qu'à réceptionner les manipulations effectuées par l'utilisateur, et les transmettre aux différents programmes. Divers logiciel utilitaires sont fournis avec le système d'exploitation. Ils permettent à l'utilisateur de régler des paramètres de configuration du système d'exploitation, ou d'effectuer des opérations basiques de manipulation des fichiers.

Les premiers systèmes d'exploitation ont été créés dans les années 1960, il en existe aujourd'hui plus de 100 sur le marché, ils sont souvent vendus avec les appareils informatique. En 2009 les familles de systèmes d'exploitation les plus populaires sont Unix et Windows, la famille Windows détient le quasi-monopole, avec plus de 90 % de part de marché depuis 15 ans.

Windows XP est une famille de systèmes d'exploitation multitâches propriétaires, développée par Microsoft, permettant l'usage d'un ordinateur tel qu'un ordinateur fixe, un portable ou encore un Media Center. Les lettres "XP" proviennent d'eXPerience1. Windows XP est officiellement le successeur de Windows Me et de Windows 2000.

Depuis plusieurs années, Microsoft souhaitait fédérer ses familles de systèmes d'exploitation (grand public et professionnel) en une seule famille, dans le but de réduire les coûts de développement et de maintenance. Windows 2000 devait remplir ce rôle mais la complexité de son interface d'administration fit qu'il sera rejeté par le grand public. En 1999, le projet Windows Neptune, qui devait fournir la version "familiale" de Windows 2000 est abandonné. Il est remplacé par le projet Whistler, reprenant de nombreuses idées des projets Neptune et Odyssey, qui donne naissance à Windows XP et à ses deux versions : grand public et professionnelle.

Les deux versions utilisent le noyau et l'architecture de NT (dite version 5.1). La version grand public est ainsi la même que la version professionnelle, mais elle est allégée de toutes les fonctions estimées inutiles pour un usage domestique. Windows XP est sorti le 25 octobre 2001 et selon une estimation d'un institut de statistique américain, il a été vendu à près de 400 millions de copies en janvier 2006, 2. Il est remplacé par Windows Vista depuis le 30 janvier 2007.

La commercialisation du Windows XP fut arrêtée le 30 juin 2008, sauf pour les mini-portables et les grandes entreprises. L'édition la plus courante de Windows XP est la version Familiale qui est conçue pour les utilisateurs domestiques tandis que la version Professionnelle, qui comprend entre autres des fonctionnalités réseau et d'administration supplémentaires, est destinée aux entreprises utilisant des réseaux et des serveurs. Il est à noter que cette dernière coûte plus cher que l'édition Familiale. Windows XP Media Center a des fonctionnalités multimédia complémentaires pour permettre par exemple de voir et d'enregistrer la TV, regarder plus confortablement des DVD. Windows XP pour Tablet PC est une version spécialement conçue pour les Tablet PC's. Deux versions distinctes de Windows XP en 64 bits sont sorties, une pour les processeurs Itanium et une pour les processeurs x86-64.

Windows Vista est un système d'exploitation développé par Microsoft, il arrive sur le marché cinq ans après son prédécesseur, Windows XP. Selon Microsoft, Windows Vista contiendrait des centaines de nouvelles fonctionnalités. Les plus significatives d'entre elles sont probablement le renouveau de l'interface graphique, une fonction de recherche plus développée grâce à l'indexation, de nouveaux outils de création multimédia, comme le créateur de DVD Windows, la configuration réseau en partie réécrite et, enfin, le noyau NT6 assurant une plus grande stabilité et de meilleures performances. Vista vise à augmenter le niveau de communication entre les machines sur un réseau local en utilisant la technologie du peer-to-peer qui simplifie le partage de fichiers et de médias numériques entre les ordinateurs et les périphériques. Pour les développeurs, Vista introduit la version 3 du .NET Framework qui a pour objectif de faciliter la programmation d'applications avec le traditionnel Windows API.

Le premier objectif, dont le résultat reste à démontrer, de Microsoft avec Vista est d'obtenir une meilleure sécurité pour le système. Une des critiques les plus courantes de Windows XP, et de ses prédécesseurs, était que des vulnérabilités permettant aux malwares et aux virus de pénétrer dans l'ordinateur étaient découvertes, et exploitées, relativement souvent. À la vue de ceci, Bill Gates a annoncé début 2002 le rachat de Trustworthy Computing pour ajouter de nouvelles fonctions de sécurité dans les prochaines versions.

Microsoft a déclaré qu'il a donné la priorité à l'amélioration de la sécurité de Windows XP et celle de Windows Server 2003 avant de finir le développement de Vista, ce qui a retardé de manière significative sa version finale. Windows Vista est un nom définitif le 22 juillet 2005, il avait comme nom de code Longhorn.

Windows 7 (précédemment connu en tant que Blackcomb et Vienna) est le dernier système d’exploitation de la société Microsoft, successeur de Windows Vista. Cette nouvelle version de Windows souhaite reprendre l’acquis de Windows Vista tout en apportant de nombreuses modifications, notamment par divers changements au niveau de l’interface et de l’ergonomie générale, un effort particulier pour la gestion transparente des machines mobiles et le souci d’améliorer les performances globales du système (fluidité, rapidité d’exécution même sur des systèmes moins performants tels les netbooks) par rapport à son prédécesseur.

En identifiant cette nouvelle mouture par son numéro de version (il s’agit de la septième version de Windows), Microsoft renoue avec une logique abandonnée depuis Windows 3.1 et Windows NT 4.0. La tradition voulait jusqu’ici que les versions de Windows soient identifiées par référence à l’année de sortie (Windows 95…) ou par une appellation ad hoc (Windows XP ou Windows Vista). Néanmoins, Windows 7 se base sur le noyau NT 6.1.

Linux, ou GNU/Linux, est un système d'exploitation compatible POSIX. Linux est basé sur le noyau Linux, logiciel libre créé en 1991 par Linus Torvalds pour ordinateur compatible PC. Développé sur Internet par des milliers d'informaticiens bénévoles et salariés, Linux fonctionne maintenant sur du matériel allant du téléphone portable au supercalculateur.

Il existe de nombreuses distributions Linux indépendantes, destinées aux ordinateurs personnels et serveurs informatiques, pour lesquels Linux est très populaire. Elles incluent des milliers de logiciels, notamment ceux du projet GNU, d'où la dénomination GNU/Linux. Linux est également populaire sur système embarqué. La mascotte de Linux est le manchot Tux.

Mac OS (pour Macintosh Operating System) est le nom du système d'exploitation d'Apple pour ses ordinateurs Macintosh. Il est surtout connu pour être le premier système grand public ayant une interface graphique basée sur les fenêtres, icônes, menus et souris (modèle WIMP).