Toți programatorii scriu cod executabil pentru computere, dar ceea ce îi diferențiază pe programatorii de sistem de programatorii de aplicații este scopul software-ului pe care îl scriu. Programarea aplicațiilor produce software care face ca hardware-ul unui computer să genereze ceva pentru utilizator, fie că este vorba de o foaie de calcul sau de grafica pentru un joc. Programarea sistemului produce software care accesează și controlează funcționarea interioară a hardware-ului și a sistemului de operare al unui computer.
Programarea aplicațiilor implică, în general, emiterea de comenzi de sistem pentru a utiliza funcțiile de bază ale hardware-ului și ale sistemului de operare ale unui computer, cum ar fi stocarea unei anumite date în memoria fizică a computerului sau a unui fișier pe hard disk. Aceste tipuri de programe nu sunt preocupate de detalii despre modul în care funcționează hard disk-ul sau memoria fizică. În schimb, programatorii de sistem se preocupă de detaliile modului în care funcționează un sistem de operare și componentele hardware. Acest lucru le permite să creeze software-ul care defragmentează hard disk-urile și verifică integritatea memoriei fizice a unui computer.
Pe lângă faptul că pot construi astfel de instrumente, programatorii de sistem sunt de obicei experți în funcționarea de bază a sistemelor de operare. Toți programatorii sunt familiarizați cu apelurile de sistem, managementul firelor și gestionarea intrărilor/ieșirilor, dar programarea sistemului necesită ca inginerul de software să poată manipula aceste mecanisme ale sistemului de operare. Acest lucru permite unui programator de sistem să efectueze instalații specializate și să automatizeze sarcinile de întreținere a sistemului.
Cunoașterea nucleului unui sistem de operare este, de asemenea, necesară pentru a maximiza performanța unei aplicații pe o anumită configurație hardware. De exemplu, comercianții cu amănuntul online foarte ocupați au nevoie de site-urile lor web și sistemele de procesare a tranzacțiilor să funcționeze cât mai eficient și mai fiabil posibil. Folosind cunoștințele sale despre mecanica internă a sistemelor de operare și a componentelor hardware, cum ar fi modul de a face ca un anumit sistem de operare să-și optimizeze gestionarea firelor sau ce algoritmi rulează cel mai rapid pe ce componente hardware, un programator de sistem poate ajuta la reglarea fină a performanței unei aplicații.
Acest acces detaliat la funcționarea interioară a componentelor hardware și ale sistemului de operare necesită ca programarea sistemului să fie realizată într-un limbaj care să permită acest tip de acces hardware la nivel scăzut. Limbaje precum Java®, Python™ sau Ruby on Rails® sunt ceea ce programatorii numesc limbaje de nivel înalt. Aceasta înseamnă că facilitează programarea aplicațiilor, nefăcându-l pe programator să se ocupe de detaliile fine ale managementului hardware. Programarea sistemului necesită exact acest tip de acces, așa că programatorii de sistem folosesc un limbaj de nivel scăzut, cum ar fi C sau C++.