Máy tính đã trải qua một vài thế hệ, thế hệ thứ nhất gồm các máy tính sử dụng công nghệ đèn điện tử. Máy tính thế hệ thứ nhất còn rất thô sơ và không có hệ điều hành. Máy tính thế hệ thứ hai. dùng công nghệ bóng bán dẫn, bắt đầu có hệ điều hành. Hệ điều h

Một vài tính năng của các hệ điều hành hiện đại (bắt đầu có từ thế hệ thứ ba) gồm:

• Đa chương trình là chế độ cho phép nhiều chương trình được nạp vào bộ nhớ đồng thời và được xử lý theo một thứ tự ưu tiên nhất định. Khi một chương trình ngừng làm việc, máy tính sẽ tự động chuyển sang chương trình có độ ưu tiên thấp hơn tiếp theo. Cách tổ chức này giúp tăng mức độ sẵn sàng của công việc, giúp giảm thời gian chờ của máy so với cách cứ chạy xong một chương trình mới được nạp một chương trình mới. Nếu có một chương trình chạy rất lâu thì tất cả các chương trình có độ ưu tiên thấp hơn đều phải chờ. Vì vậy chế độ này không phù hợp để tất cả các chương trình đều có thể tiến triển

• Phân chia thời gian: Thời gian làm việc của máy tính được chia nhỏ, mỗi khoảng dành cho một chương trình, quá trình này được tiến hành luân phiên đối với tất cả các chương trình.

• Đa nhiệm là một kiểu làm việc trong chế độ phân chia thời gian. Các chương trình được xử lý luân phiên trong các khoảng thời gian kế tiếp nhau. Điều này cho phép tận dụng được công suất xử lý của máy tính khi có những chương trình chỉ khai thác máy với công suất thấp. Ví dụ: Nếu chỉ soạn thảo văn bản thì thời gian CPU dùng rất ít, chủ yếu thời gian soạn thảo để người dùng gõ bàn phím. Trong thời gian đó, máy tính có thể vừa chạy chương trình nghe nhạc, vừa tải dữ liệu từ Internet về trong các khoảng thời gian xen kẽ mà người dùng hoàn toàn không nhận thấy bất cứ chương trình nào bị trễ, Chế độ đa nhiệm tận dụng được công suất của CPU nhưng khác với chế độ đa chương trình bình thường ở chỗ các tiến trình đều tiến triển. 

• Đa người dùng cho phép nhiều người có thể chạy đồng thời trên cùng một máy tính. Chế độ đa người dùng phải là đa nhiệm, nhưng đa nhiệm không phải khi nào cũng là đa người dùng. Các hệ điều hành như Windows XP, Windows 7, Windows 10, Windows 11 đều là đa nhiệm nhưng chỉ cho một người dùng. Trong khi đó Windows NT dùng cho các máy chủ cho phép nhiều người từ máy tính của mình kết nối đến có thế chạy các ứng dụng trên cùng máy chủ 

• Bộ nhớ ảo là cơ chế sử dụng một vùng đệm trong bộ nhớ trong để giao tiếp với tệp. Bộ nhớ trong được chia thành các trang. Mỗi khi nạp tệp vào làm việc, nếu tệp lớn thì chỉ một phần tệp được đưa vào vùng đệm. Khi dùng đến phần tệp còn ở đĩa chưa nạp vào bộ nhớ trong thì hệ điều hành tự động hoán chuyển vùng làm việc từ bộ nhớ ngoài vào bộ nhớ trong, phần bộ nhớ trong không làm việc nếu có thay đổi dữ liệu sẽ được cập nhật và ghi vào tệp ở bộ nhớ ngoài. Như vậy, vùng đệm giống như một cửa sổ làm việc với tệp. Cơ chế này cho phép làm việc đồng thời với nhiều chương trình hay tệp dữ liệu có độ lớn, có thể lớn hơn cả bộ nhớ trong, vì nó không bắt buộc các tệp phải nạp toàn bộ. Điều này rất có ích khi cần phải khai thác đồng thời hàng chục thậm chí hàng trăm tệp cho nhiều ứng dụng.