Phân loại hệ điều hành là một nhóm để phân biệt hoặc xác định hệ điều hành dựa trên cách hoạt động, loại phần cứng mà hệ điều hành kiểm soát và các ứng dụng mà hệ điều hành hỗ trợ. Chức năng cơ bản của hệ điều hành hệ thống là làm cho phần cứng có thể sử dụng được và cho phép các ứng dụng của người dùng chạy như chúng được thiết kế.
Hệ điều hành được coi là phần mềm hệ thống, một loại phần mềm có chức năng chính là vận hành và điều khiển phần cứng. Bằng cách quản lý các hoạt động của phần cứng, người dùng được bảo vệ khỏi sự phức tạp của cách máy tính thực hiện các chức năng của nó. Khi đã có hệ điều hành, tất cả các ứng dụng khác có thể được cài đặt và sử dụng một cách thích hợp. Sau đó, người dùng có thể hoàn thành các tác vụ mạnh mẽ một cách dễ dàng.
Các phân loại hệ điều hành chính bao gồm hệ điều hành thời gian thực, hệ thống tác vụ một người dùng đơn, hệ thống đa nhiệm một người dùng và hệ điều hành nhiều người dùng. Hệ điều hành một người dùng được thiết kế để cho phép người dùng thực hiện một tác vụ tại một thời điểm, trong khi hệ thống đa nhiệm một người dùng cho phép người dùng thực hiện nhiều tác vụ đồng thời. Hệ điều hành nhiều người dùng cho phép nhiều người dùng thực hiện nhiều thao tác cùng một lúc. Theo HowStuffWorks, các hệ thống này thường cần tài nguyên tính toán khổng lồ để hoạt động bình thường, chẳng hạn như một lượng lớn bộ nhớ máy tính và sức mạnh xử lý. Ví dụ điển hình về hệ thống nhiều người dùng bao gồm Hệ thống bộ nhớ ảo mở (OVMS), hệ điều hành máy tính lớn và nhiều hệ thống dựa trên Unix.