Vgrajeni operacijski sistem opravlja zelo specifičen namen in izključuje vse druge funkcije. Te operacijske sisteme običajno najdemo v samostojni računalniški opremi, kot so bankomati ali navigacijski sistemi. Tak sistem običajno izvaja določen del programiranja, kot je sistem vodenja na raketi, in nič drugega. Ta vrsta vgrajenega sistema je pogosto zelo pomembna za računalniške funkcije v realnem času.
Med standardnim in vgrajenim operacijskim sistemom je velika razlika. Standardni operacijski sistem ustvarja okolje, v katerem lahko uporabnik in računalnik medsebojno delujeta pri opravljanju številnih nalog. To je v neposrednem nasprotju z vgrajenim sistemom, ki bo opravljal samo eno vrsto naloge in to pogosto brez poseganja uporabnika. Medtem ko je običajni operacijski sistem nameščen na večnamenski računalnik, vgrajeni sistem upravlja z drugimi elektronskimi napravami.
Vgrajeni operacijski sistem je običajno del vgrajenega računalniškega sistema. Ti sistemi so ozki namenski računalniški sistemi s fiksno funkcijo. Vgrajeni računalniški sistem poganja skoraj vsako elektronsko napravo, ki je danes na voljo. Ti majhni programi uravnavajo vse, od aplikacij na mobilnem telefonu do toplote v opekaču.
Ta vrsta sistema se osredotoča na čipe mikrokrmilnikov. Ti čipi delujejo kot majhen računalnik, sprejemajo informacije, jih obdelujejo in nato oddajajo informacije. Za razliko od običajnega računalnika je tipični mikrokrmilniški čip sposoben narediti samo eno stvar. Medtem ko imajo vsi ti vgrajeni sistemi mikrokrmilniške čipe, imajo samo bolj zapleteni popolnoma vgrajen operacijski sistem.
Na splošno, da vgrajeni sistem upravičuje dejanski operacijski sistem, potrebuje vsaj eno od dveh stvari: zapletenost ali interaktivnost. Kompleksni sistem mora sprejemati informacije iz več virov, izvajati več vrst operacij ali oddajati različne informacije glede na svojo situacijo. V bistvu mora biti sposoben opraviti več nalog.
Druga pogosta zahteva za dejanski operacijski sistem je interaktivnost. Če mora uporabnik komunicirati z operacijo, zlasti če je operacija odvisna od časa, ima običajno vgrajen operacijski sistem. Ker standardni krmilnik preprosto sprejme in pošlje podatke, je vedno, ko mora uporabnik komunicirati s temi podatki, potreben bolj zapleten sistem.
Vgrajenih je tudi veliko operacijskih sistemov v realnem času. Ta vrsta sistema zahteva takojšen odziv na vnos podatkov – zamuda in zamik nista možnosti. Ker vgrajeni sistem nima namena izven svoje specifične naloge, dobro delujeta skupaj. Ti sistemi običajno izvajajo postopke takojšnjega odziva, kot so protiblokirni procesi na avtomobilu.