操作系统按其功能关系分为系统层、管理层和应用层三个层次。操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。
系统层指的是操作系统，数据库，编译器，TCP/IP协议栈，虚拟机等。
管理层，一般意义上是指对某一单位或系统活动的执行负有管理责任的人员或组织形式。在经济学领域，管理层负责编制财务报表，并受到统治理层的监督。在信息技术领域，管理层包括数据的采集、传输、存取和管理，一般以数据库管理系统(Database Management System，DBMS)作为其核心软件，是信息系统的基础。
应用层也称为应用实体（AE），它由若干个特定应用服务元素（SASE）和一个或多个公用应用服务元素（CASE）组成。每个SASE提供特定的应用服务，例如文件运输访问和管理（FTAM）、电子文电处理（MHS）、虚拟终端协议（VAP）等。CASE提供一组公用的应用服务，例如联系控制服务元素（ACSE）、可靠运输服务元素（RTSE）和远程操作服务元素（ROSE）等。
