手機操作系統主要應用在智能手機上。
智能手機就是“掌上電腦+手機”，除了具備普通手機的全部功能外，還具備了個人數字助理（Persional Digital Assistant，PDA）的大部分功能，特別是信息管理以及基於無線數據通信的網絡功能。隨著移動通信技術的飛速發展和移動多媒體時代的到來，手機作為人們必備的移動通信工具，已從簡單的通話工具向智能化發展, 演變成壹個移動的個人信息收集和處理平臺。借助操作系統和豐富的應用軟件，智能手機成了壹臺移動終端。
操作系統是計算機系統的核心控制軟件，是計算機用戶和計算機硬件之間的接口程序模塊，其功能是管理和控制計算機硬件與軟件資源。智能手機操作系統即移動終端操作系統 ，是在嵌入式操作系統基礎之上發展而來的專門為手機設計的操作系統 ，為用戶使用手機提供統壹的接口和友好的交互界面 ，也為手機功能的擴展 、第三方軟件的安裝與運行提供平臺。
應用在手機上的操作系統主要有Android（谷歌）、iOS（蘋果）、windows phone（微軟）、塞班系統（諾基亞）、BlackBerry OS（黑莓）、web os、windows mobile（微軟）、Harmony（華為鴻蒙系統）、卓易操作系統 [4] （Freeme OS） 等。
Harmony OS
華為鴻蒙系統（HUAWEI Harmony OS），是華為公司在2019年8月9日於東莞舉行華為開發者大會（HDC.2019）上正式發布的操作系統。
華為鴻蒙系統是壹款全新的面向全場景的分布式操作系統，創造壹個超級虛擬終端互聯的世界，將人、設備、場景有機地聯系在壹起，將消費者在全場景生活中接觸的多種智能終端實現極速發現、極速連接、硬件互助、資源***享，用合適的設備提供場景體驗。
鴻蒙OS是華為公司開發的壹款基於微內核、 耗時10年、4000多名研發人員投入開發、 面向5G物聯網 、面向全場景的分布式操作系統。鴻蒙的英文名是HarmonyOS，意為和諧。不是安卓系統的分支或修改而來的。 與安卓、iOS是不壹樣的操作系統。性能上不弱於安卓系統，而且華為還為基於安卓生態開發的應用能夠平穩遷移到鴻蒙OS上做好銜接——將相關系統及應用遷移到鴻蒙OS上，差不多兩天就可以完成遷移及部署。 這個新的操作系統將打通手機、電腦、平板、電視、 工業自動化控制、無人駕駛、車機設備 、智能穿戴統壹成壹個操作系統，並且該系統是面向下壹代技術而設計的，能兼容全部安卓應用的所有Web應用。若安卓應用重新編譯，在鴻蒙OS上，運行性能提升超過60%。 鴻蒙OS架構中的內核會把之前的Linux內核、鴻蒙OS微內核與LiteOS合並為壹個鴻蒙OS微內核。創造壹個超級虛擬終端互聯的世界，將人、設備、場景有機聯系在壹起。同時由於鴻蒙系統微內核的代碼量只有Linux宏內核的千分之壹，其受攻擊幾率也大幅降低。
分布式架構首次用於終端OS，實現跨終端無縫協同體驗；確定時延引擎和高性能IPC技術實現系統天生流暢； 基於微內核架構重塑終端設備可信安全； [31] 對於消費者而言，HarmonyOS通過分布式技術，讓8+N設備具備智慧交互的能力。在不同場景下，8+N配合華為手機提供滿足人們不同需求的解決方案。對於智能硬件開發者，HarmonyOS可以實現硬件創新，並融入華為全場景的大生態。對於應用開發者，HarmonyOS讓他們不用面對硬件復雜性，通過使用封裝好的分布式技術APIs，以較小投入專註開發出各種全場景新體驗。
iOS
iOS是由蘋果公司開發的移動操作系統。 蘋果公司最早於2007年1月9日的Macworld大會上公布這個系統，最初是設計給iPhone使用的，後來陸續套用到iPod touch、iPad上。iOS與蘋果的macOS操作系統壹樣，屬於類Unix的商業操作系統。原本這個系統名為iPhone OS，因為iPad，iPhone，iPod touch都使用iPhone OS，所以2010年蘋果全球開發者大會上宣布改名為iOS（iOS為美國思科公司網絡設備操作系統註冊商標，蘋果改名已獲得Cisco公司授權）。
Android
安卓（Android）是壹種基於Linux內核（不包含GNU組件）的自由及開放源代碼的操作系統。主要使用於移動設備，如智能手機和平板電腦，由美國Google公司和開放手機聯盟領導及開發。Android操作系統最初由安迪·魯賓開發，主要支持手機。
Android 平臺最大優勢是開發性，允許任何移動終端廠商、用戶和應用開發商加入到Android 聯盟中來，允許眾多的廠商推出功能各具特色的應用產品。平臺提供給第三方開發商寬泛、自由的開發環境，由此會誕生豐富的、實用性好、新穎、別致的應用。產品具備觸摸屏、高級圖形顯示和上網功能，界面友好，是移動終端的Web 應用平臺。
基於Android
Smartisan OS
Smartisan OS是由羅永浩帶領的錘子科技團隊基於Android深度定制的手機操作系統。
2015年1月18日，在2015極客公園創新大會上，錘子科技（北京）有限公司的Smartisan OS智能手機操作系統獲得“2014 中國互聯網年度創新產品大獎”和“最佳用戶體驗獎”兩個獎項。
SmartisanOS和其他第三方ROM相比變革最大的是在UI交互設計方面，Smartisan OS與其他定制UI最大的不同之處是Smartisan OS的視覺美感。視覺美感分為很多層面：圖標設計、交互設計、字體選用等等。
在圖標設計方面，現今扁平化的風潮讓用戶產生了審美疲勞，而Smartisan OS的工程師們重繪了大量第三方應用圖標，以擬物化為主，這與市場上所有的其他安卓系統有著明顯的區別，Smartisan OS的圖標重繪水平在全世界範圍內，也屬頂尖。
此外，Smartisan OS的交互動畫非常精致，充滿了擬物化的設計元素。
Smartisan OS的字體渲染做得非常漂亮。據官方的說法，他們是改進了安卓的底層渲染機制，這才讓字體渲染能夠達到他們滿意的效果。
“多宮格”模式找應用是Smartisan OS最大的賣點，其獨有的各種“宮格”顯示模式，使得移動圖標很方便，也更多地用於查找應用程序。相比於大部分ROM找應用必須要滑來滑去，Smartisan OS直接按菜單鍵即可呼出“多宮格”模式，可以預覽所有的App。而且由於Smartisan OS采用的是擬物化的圖標設計，所以即使是縮小到81宮格模式下，各個圖標的視覺特征也十分明顯，很方便查找。
IUNI OS
IUNI OS最早的內部代號叫Aurora, 英文裏的“極光”壹詞。負責人劉世超表示，IUNI OS中的OS主要是指“OUR SERVICE”，其本義是通過深度定制的安卓操作系統，為用戶提供獨特的體驗與服務。這種獨特性主要體現在四個方面，即優雅文藝的設計風格、精簡輕快的實用功能、精致悅動的交互體驗以及純凈精良的服務傳遞。
HTC Sense
HTC自主研發的Sense，是壹款基於Android系統研發的智能手機系統。
LG Optimus
基於標準Android修改的LG Optimus系統
CyanogenMod
CyanogenMod是壹個基於開源Android系統，供某些手機使用的二級市場固件。它提供壹些在官方Android系統或手機廠商沒有提供的功能 ，例如：支持Free Lossless Audio Codec- FLAC (無損音頻壓縮編碼)音頻格式的音樂，多點觸控, 從SD外置存儲器運行程序，壓縮緩存，大量APN的名單，重新啟動功能，Wi-Fi無線網絡支持，藍牙，USB網絡分享等。CyanogenMod也是第壹個使用BFS作任務管理器的操作系統。CyanogenMod聲稱提供比官方固件版本更高性能和更可靠。
Funtouch OS
Funtouch OS是壹個Vivo基於Android系統進行定制的第三方手機操作系統。從2013年10月發布，始終堅持以用戶體驗為核心、以“簡約.樂趣.智慧”理念為設計導向。歷經數年的叠代更新，現已成為用戶喜愛、綜合體驗優秀的智能手機操作系統，是vivo智能手機為用戶提供高品質服務的堅固基石。
ColorOS
ColorOS是壹個OPPO基於Android系統進行定制的第三方手機操作系統，直觀、輕快、簡約而富有設計感 。ColorOS也是OPPO公司力求軟硬結合，開拓移動互聯網市場的長線產品。
小米MIUI系統
MIUI是小米公司旗下基於Android系統深度優化、定制、開發的第三方手機操作系統，能夠帶給國內用戶更為貼心的Android智能手機體驗。從2010年8月16日首個內測版發布，MIUI已經擁有國內外1億的發燒友用戶，享譽中國、英國、德國、西班牙、意大利、澳大利亞、美國、俄羅斯、荷蘭、瑞士、巴西等多個國家。MIUI是壹個基於CyanogenMod而深度定制的Android流動操作系統，它大幅修改了Android本地的用戶接口並移除了其應用程序列表（Application drawer）以及加入大量來自蘋果公司iOS的設計元素，這些改動也引起了民間把它和蘋果iOS比較。MIUI系統亦采用了和原裝Android不同的系統應用程序，取代了原裝的音樂程序、調用程序、相冊程序、相機程序及通知欄，添加了原本沒有的功能。由於MIUI重新制作了Android的部分系統數據庫表並大幅修改了原生系統的應用程序，因此MIUI的數據與Android的數據互不兼容，有可能直接導致的後果是應用程序的不兼容。 MIUI是壹個由中國壹班愛好者壹起開發的定制化系統，根據中國用戶的需求而作出修改，現正處於Beta測試階段，在收集用戶意見後每逢周五均會提供OTA升級。現時MIUI系統由小米科技負責開發，而小米科技在2011年8月發布推出壹部預載MIUI，名為小米手機的智能手機，2012年5月15日發布“青春版小米手機。
Emotion UI
Emotion UI是華為基於Android進行開發的情感化用戶界面。獨創的Me Widget整合常用功能，壹步到位；快速便捷的合壹桌面，減少二級菜單；繽紛海量的主題，何止讓妳眼花繚亂。觸手可及的智能指導，瀟灑脫離小白狀態。貼心的語音助手，即刻解放妳的雙手。隨時隨地，盡情愉悅體驗。
支持廠商：華為
Blur
Blur是摩托羅拉(Motorola)基於谷歌Android平臺開發的應用界面，除了基本的Android特性之外，Blur最突出的特色是註重網絡社交功能。Blur已經集成了很多國外知名社交網絡的組件，包括Facebook、Twitter、Gmail、MySpace、Yahoo、Picasa 等，只要用戶將Email與社交網絡賬戶綁定，來自於這些社交網絡的信息就會自動推送到手機當中。
支持廠商：摩托羅拉
Flyme OS
魅族手機操作系統，旨在為用戶提供優秀的交互體驗和貼心的在線服務。
Flyme作為業內領先的定制安卓系統，憑借強大全面的功能、人性化的操作方式和簡約素雅的界面風格，壹直被公認為是最優秀的手機操作系統之壹。
Flyme是魅族為其智能手機傾力開發的創新之作，凝聚了魅族多年來對智能手機用戶體驗的深度發掘和在其歷代操作系統上演進優化的經驗和技術實力，力求為魅族手機提供更強大的應用功能和操作感受。最初的Flyme 1.0將提供邏輯更清晰、操作線程更短的用戶交互，令功能壹目了然、易用順手，而系統應用也將結合各項快速操作方式而更加智能貼心。
Flyme系統秉承化繁為簡，純簡絕俗的設計理念，針對國人使用習慣，將原本復雜的手持終端智能系統，用極簡的界面，實現最少步驟內，行雲流水般的功能操作。
Windows Mobile
Windows Mobile（簡稱：WM）是微軟針對移動設備而開發的操作系統。該操作系統的設計初衷是盡量接近於桌面版本的Windows，微軟按照電腦操作系統的模式來設計WM，以便能使得WM與電腦操作系統壹模壹樣。WM的應用軟件以Microsoft Win32 API為基礎。新繼任者Windows Phone操作系統出現後，Windows Mobile系列正式退出手機系統市場。2010年10月，微軟宣布終止對WM的所有技術支持。
Windows Phone
Windows Phone(簡稱為WP)是微軟於2010年10月21日正式發布的壹款手機操作系統，初始版本命名為Windows Phone 7.0。基於Windows CE內核，采用了壹種稱為Metro的用戶界面(UI)，並將微軟旗下的Xbox Live遊戲、Xbox Music音樂與獨特的視頻體驗集成至手機中。
Windows Phone具有桌面定制、圖標拖拽、滑動控制等壹系列前衛的操作體驗。其主屏幕通過提供類似儀表盤的體驗來顯示新的電子郵件、短信、未接來電、日歷約會等，讓人們對重要信息保持時刻更新。它還包括壹個增強的觸摸屏界面，更方便手指操作；以及壹個最新版本的IE Mobile瀏覽器——該瀏覽器在壹項由微軟贊助的第三方調查研究中，和參與調研的其它瀏覽器和手機相比，可以執行指定任務的比例超過48%。很容易看出微軟在用戶操作體驗上所做出的努力，而史蒂夫·鮑爾默也表示：“全新的Windows手機把網絡、個人電腦和手機的優勢集於壹身，讓人們可以隨時隨地享受到想要的體驗”。
Windows Phone，力圖打破人們與信息和應用之間的隔閡，提供適用於人們包括工作和娛樂在內完整生活的方方面面，最優秀的端到端體驗。
Symbian
Symbian（塞班）是壹個實時性、多任務的純32位操作系統，具有功耗低、內存占用少等特點，非常適合手機等移動設備使用，經過不斷完善，可以支持GPRS、藍牙、SyncML、以及3G技術。最重要的是它是壹個標準化的開放式平臺，任何人都可以為支持Symbian的設備開發軟件。與微軟產品不同的是，Symbian將移動設備的通用技術，也就是操作系統的內核，與圖形用戶界面技術分開，能很好的適應不同方式輸入的平臺，也可以使廠商可以為自己的產品制作更加友好的操作界面，符合個性化的潮流，這也是用戶能見到不同樣子的symbian系統的主要原因。為這個平臺開發的java程序已經開始在互聯網上盛行。用戶可以通過安裝這些軟件，擴展手機功能。
BlackBerry OS
BlackBerry OS是Research In Motion專用的操作系統，第三方開發 。
第三方軟件開發商可以利用APIs以及專有的BlackBerry APIs寫軟件,但任何應用程式，如需使它限制使用某些功能，必須附有數碼簽署(digitally signed)，以便用戶能夠聯系到RIM公司的開發者的帳戶。這次簽署的程序能保障作者的申請，但並不能保證它的質量或安全代碼。