ある時間内に応答することが要求されるシステムをリアルタイム・システムと呼ぶ。そのなかでも応答時間の要求が特に厳しい処理をハード・リアルタイム処理，応答時間の要求が緩やかな処理をソフト・リアルタイム処理と分類している。
リアルタイムOSは，ハード・リアルタイム処理に適したOSである。パソコンやサーバーなどが搭載しているOSに比べると，リアルタイムOSではプロセス（処理の実行単位）実行時間のスケジュールを極めて厳しく管理する。このため，応答時間や処理時間などを高い精度で予測できる。また複数のタスクを並行して処理するマルチタスク制御，複数の事象（イベント）が発生したときの優先度処理などの機能を備える。
リアルタイムOSは通常，応答時間の要求が厳しい組み込み機器に搭載される。組み込み機器はマイクロコントローラ（マイコン）やメモリなどのハードウエア資源が限定されている。このためリアルタイムOSには，応答時間の厳密さといった本来の機能のほか，高性能（高価）なマイコンを使わずに済むこと，プログラム・メモリが少なくて済むことなどの仕様が要求されることが多い。
国内の組み込み機器はリアルタイムOSとして，「μITRON仕様OS」を搭載することが多い。トロン協会が仕様を策定しており，誰でも使える手軽なOSである。市販のリアルタイムOSとしては，米ウインドリバーシステムズ社の「VxWorks」やカナダQNXソフトウエアシステムズ社の「QNX Neutrino」などがある。
組み込み機器は現在では，ネットワーク接続機能やグラフィカル・ユーザー・インタフェースを備えることが多くなってきた。リアルタイムOSは，こういった処理を苦手とする。そこでWindows OSやLinuxなどのコンピュータ用OSを別に搭載し，ネットワーク処理やユーザー・インタフェース処理を担わせている。例えばリアルタイムOSに実装したミドルウエアの1つとして，Linuxを動かす。あるいはその逆である。
ただしこの状態だと，処理の優先度がどちらかのOSに固定されてしまう。そこでリアルタイムOSとコンピュータ用OSを協調動作させ，必要に応じて処理の優先度を切り換える仕組みが開発されている。例えばイーソルは，二つのOSを協調動作させるブリッジ・モジュールを開発した。
リアルタイムOSとコンピュータ用OSを協調動作させる
μITRON準拠のリアルタイム・カーネル「T-Engine」とWindows CEを協調して動かすブリッジ・モジュール「TWister」の例。（イーソル社の資料を基に本誌が作成）
