Cả hệ điều hành và hệ điều hành thời gian thực đều sử dụng bộ lập lịch để quyết định chương trình nào sẽ chạy khi nào, nhưng hệ điều hành thời gian thực được thiết kế để cung cấp mẫu thực thi có thể dự đoán được. Hệ điều hành thời gian thực cũng có yêu cầu thời gian xác định rằng một phản hồi được hoàn thành trong một thời gian xác định.
Hệ điều hành hoặc OS, cho phép nhiều chương trình thực thi cùng một lúc. Tuy nhiên, một lõi bộ xử lý chỉ có thể chạy một luồng thực thi tại một thời điểm. Bộ lập lịch được sử dụng bởi cả OS và RTOS, hoặc hệ điều hành thời gian thực, nhanh chóng chuyển đổi giữa các chương trình và tạo ra ảo giác về việc thực thi đồng bộ. Tuy nhiên, bộ lập lịch trong RTOS cung cấp một mẫu thực thi có thể dự đoán hoặc xác định được. Yêu cầu thời gian thực chỉ định rằng một hệ thống nhúng phản hồi một sự kiện trong một thời gian hoặc thời hạn xác định. Thông thường, người dùng chỉ định mức độ ưu tiên cho từng chuỗi thực thi để đạt được tính xác định bằng cách sử dụng bộ lập lịch thời gian thực.
Khi một ứng dụng phát triển về mức độ phức tạp hoặc kích thước, có một số lợi ích nhất định khi sử dụng RTOS thay vì hệ điều hành. Những lợi ích này bao gồm tính mô-đun, giao diện sạch hơn, khả năng bảo trì, tái sử dụng mã và thời gian nhàn rỗi. Các lợi ích khác bao gồm cải thiện hiệu quả, kiểm soát dễ dàng hơn các thiết bị ngoại vi và xử lý ngắt linh hoạt.
