Un sistema operativo multitarea es cualquier tipo de sistema que sea capaz de ejecutar más de un programa a la vez. La mayoría de los sistemas operativos modernos están configurados para manejar varios programas simultáneamente, con la excepción de algunos sistemas desarrollados de forma privada que están diseñados para su uso en entornos comerciales específicos.
Con ejemplos más antiguos del sistema operativo multitarea, la gestión de dos o más tareas normalmente implicaba cambiar los recursos del sistema entre los dos procesos en ejecución. El sistema ejecutaría tareas para uno, congelaría ese programa durante unos segundos y luego ejecutaría tareas para el otro programa. Si bien este enfoque creó un breve retraso para el operador, este retraso generalmente no era más de unos pocos segundos y aún ofrecía una eficiencia considerablemente mayor que el antiguo sistema operativo de una sola tarea.
Con el tiempo, se desarrollaron encarnaciones populares del sistema operativo multitarea que usaban un enfoque diferente para asignar recursos para cada programa activo. Esto creó una situación en la que prácticamente no se producía ningún retraso, suponiendo que el equipo que impulsaba el sistema tenía los recursos adecuados. Para el usuario final, esto significaba la capacidad de realizar varias tareas simultáneamente sin esperar a que el sistema liberara o redirigiera los recursos a medida que se completaba cada tarea.
El sistema operativo múltiple típico requiere más recursos que los sistemas operativos simples que eran comunes para las computadoras de escritorio a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980. Los sistemas más nuevos requieren plataformas con una cantidad considerable de memoria de acceso aleatorio (RAM), así como otro tipo de memoria virtual. Si los recursos no están disponibles para impulsar las diversas aplicaciones que están abiertas y en ejecución, el sistema puede ralentizarse o incluso cerrar una aplicación o dos si esa es la forma en que el sistema está configurado para evitar la sobrecarga.
Hoy en día, la mayoría de los sistemas operativos de sobremesa, portátiles y netbooks funcionan con algún tipo de sistema operativo multitarea. Incluso equipos como cajeros automáticos o cajeros automáticos todavía hacen uso de algún tipo de sistema multitarea, utilizando una serie de programas para verificar saldos y ejecutar las solicitudes realizadas por los usuarios. También hay ejemplos de sistemas de talones de boletos de cine que pueden realizar varias tareas a la vez, incluida la publicación de recibos de boletos comprados, incluso cuando el sistema genera y dispensa los boletos comprados.