Een besturingssysteem (in het Engels operating system of afgekort OS) is een programma (meestal een geheel van samenwerkende programma's) dat na het opstarten van een computer in het geheugen geladen wordt en dat de functionaliteiten aanbiedt om andere programma's uit te voeren.
Het besturingssysteem wordt meestal van de harde schijf gelezen, maar soms ook wel vanuit ROM-geheugen of vanaf een verwisselbaar medium zoals een diskette, cd-rom, dvd, of (voor ingebedde systemen) een flashgeheugen. Een schijfloos systeem, dat wil zeggen een systeem zonder harde schijven, kan opstarten vanaf een netwerk in een zogenaamde Thin client-configuratie. De protocollen BootP en het nieuwere DHCP voorzien hierin.
Het besturingssysteem zorgt onder meer voor het starten en beëindigen van andere programma's, het regelt de toegang tot de harde schijf, het beeldscherm, de invoer van gegevens.
Andere programma's die gestart kunnen worden, heten applicaties. Zo'n applicatie maakt gebruik van het besturingssysteem door middel van een application programming interface (API). Deze API regelt de toegang tot de verschillende randapparaten, zoals harde schijf, printer en beeldscherm.
Gebruikers maken van het besturingssysteem gebruik door middel van een opdrachtregel, zoals MS-DOS of de UNIX-terminal, of een grafische gebruikersomgeving zoals Microsoft Windows of het X Window-systeem.