Wbudowany system operacyjny spełnia bardzo specyficzny cel z wyłączeniem wszystkich innych funkcji. Te systemy operacyjne są zwykle spotykane w samodzielnym sprzęcie skomputeryzowanym, takim jak bankomaty lub systemy nawigacyjne. Taki system zazwyczaj uruchamia określony element programowania, taki jak system naprowadzania na rakiecie, i nic więcej. Ten typ systemu wbudowanego jest często bardzo ważny dla funkcji komputera w czasie rzeczywistym.
Istnieje duża różnica między standardowym a wbudowanym systemem operacyjnym. Standardowy system operacyjny tworzy środowisko, w którym użytkownik i komputer mogą współdziałać ze sobą w celu wykonywania bardzo różnorodnych zadań. Stanowi to bezpośredni kontrast z systemem wbudowanym, który wykonuje tylko jeden rodzaj zadania i często wykonuje to bez interwencji użytkownika. Podczas gdy normalny system operacyjny jest zainstalowany na komputerze wielokrotnego użytku, system wbudowany obsługuje inne urządzenia elektroniczne.
Wbudowany system operacyjny jest zwykle częścią wbudowanego systemu komputerowego. Są to systemy komputerowe o wąskim przeznaczeniu, o stałej funkcji. Wbudowany system komputerowy obsługuje prawie każde dostępne obecnie urządzenie elektroniczne. Te małe programy regulują wszystko, od aplikacji na telefonie komórkowym po temperaturę w tosterze.
Ten typ systemu skupia się na chipach mikrokontrolerów. Te chipy działają jak mały komputer, który pobiera informacje, przetwarza je, a następnie wysyła informacje. W przeciwieństwie do zwykłego komputera, typowy układ mikrokontrolera jest w stanie zrobić tylko jedną rzecz. Podczas gdy wszystkie te systemy wbudowane mają chipy mikrokontrolera, tylko te bardziej złożone mają w pełni wbudowany system operacyjny.
Ogólnie rzecz biorąc, aby system wbudowany mógł zagwarantować rzeczywisty system operacyjny, potrzebuje co najmniej jednej z dwóch rzeczy: złożoności lub interaktywności. Złożony system musi pobierać informacje z wielu źródeł, wykonywać różne rodzaje operacji lub wyprowadzać różne informacje w zależności od swojej sytuacji. Zasadniczo musi być w stanie wykonać wiele zadań.
Innym powszechnym wymogiem dla rzeczywistego systemu operacyjnego jest interaktywność. Jeśli użytkownik musi wchodzić w interakcję z operacją, zwłaszcza jeśli operacja jest zależna od czasu, zwykle ma wbudowany system operacyjny. Ponieważ standardowy kontroler po prostu pobiera i wysyła dane, za każdym razem, gdy użytkownik musi wejść w interakcję z tymi danymi, potrzebny jest bardziej złożony system.
Wiele systemów operacyjnych czasu rzeczywistego jest również osadzonych. Ten typ systemu wymaga natychmiastowej reakcji na wprowadzanie danych — opóźnienia i opóźnienia nie wchodzą w grę. Ponieważ system osadzony nie ma żadnego celu poza swoim konkretnym zadaniem, działają one dobrze razem. Systemy te zazwyczaj uruchamiają procedury natychmiastowej reakcji, takie jak procesy przeciwblokujące w samochodzie.