Sistem operasi multitasking adalah semua jenis sistem yang mampu menjalankan lebih dari satu program pada satu waktu. Kebanyakan sistem operasi modern dikonfigurasi untuk menangani beberapa program secara bersamaan, dengan pengecualian beberapa sistem yang dikembangkan secara pribadi yang dirancang untuk digunakan dalam pengaturan bisnis tertentu.
Dengan contoh lama dari sistem operasi multitasking, mengelola dua atau lebih tugas biasanya melibatkan pengalihan sumber daya sistem bolak-balik antara dua proses yang berjalan. Sistem akan menjalankan tugas untuk satu, membekukan program itu selama beberapa detik, dan kemudian menjalankan tugas untuk program lainnya. Meskipun pendekatan ini memang menciptakan jeda waktu yang singkat bagi operator, jeda ini biasanya tidak lebih dari beberapa detik, dan masih menawarkan efisiensi yang jauh lebih besar daripada sistem operasi tugas tunggal yang lebih lama.
Seiring waktu, inkarnasi populer dari sistem operasi multitasking dikembangkan yang menggunakan pendekatan berbeda untuk mengalokasikan sumber daya untuk setiap program aktif. Ini menciptakan situasi di mana hampir tidak ada jeda waktu sama sekali, dengan asumsi bahwa peralatan yang menjalankan sistem memiliki sumber daya yang memadai. Untuk pengguna akhir, ini berarti kemampuan untuk melakukan beberapa tugas secara bersamaan tanpa menunggu sistem untuk melepaskan atau mengalihkan sumber daya karena setiap tugas diselesaikan secara bergantian.
Sistem operasi multipel yang khas membutuhkan lebih banyak sumber daya daripada sistem operasi sederhana yang umum untuk komputer desktop pada akhir 1970-an dan awal 1980-an. Sistem yang lebih baru membutuhkan platform dengan sejumlah besar memori akses acak (RAM) serta jenis memori virtual lainnya. Jika sumber daya tidak tersedia untuk menggerakkan berbagai aplikasi yang terbuka dan dijalankan, sistem mungkin melambat hingga merangkak, atau bahkan mungkin mematikan satu atau dua aplikasi jika itu adalah cara sistem dikonfigurasi untuk mencegah kelebihan beban.
Saat ini, sebagian besar sistem operasi desktop, laptop, dan netbook berfungsi dengan beberapa jenis sistem operasi multitasking. Bahkan peralatan seperti anjungan tunai mandiri atau ATM masih menggunakan beberapa jenis sistem multitasking, menggunakan serangkaian program untuk memeriksa saldo dan menjalankan permintaan yang dibuat oleh pengguna. Ada juga contoh sistem potongan tiket film yang dapat melakukan beberapa tugas sekaligus, termasuk memposting tanda terima untuk tiket yang dibeli, bahkan saat sistem menghasilkan dan membagikan tiket yang dibeli.