Ya se ha comentado que el sistema operativo es una interfaz que oculta las peculiaridades del hardware. Para ello ofrece una serie de servicios que constituyen una máquina virtual más fácil de usar que el hardware básico. Estos servicios se solicitan mediante llamadas al sistema.

 La forma en que se realiza una llamada al sistema consiste en colocar una serie de parámetros en un lugar específico (como los registros del procesador), para después ejecutar una instrucción del lenguaje máquina del procesador denominada trap (en castellano, trampa). La ejecución de esta instrucción máquina hace que el hardware guarde el contador de programa y la palabra de estado del procesador (PSW, Processor Status Word) en un lugar seguro de la memoria, cargándose un nuevo contador de programa y una nueva PSW. Este nuevo contador de programa contiene una dirección de memoria donde reside una parte (un programa) del sistema operativo, el cual se encarga de llevar a cabo el servicio solicitado. Cuando el sistema operativo finaliza el servicio, coloca un código de estado en un registro para indicar si hubo éxito o fracaso, y ejecuta una instrucción return from trap, esta instrucción provoca que el hardware restituya el contador de programa y la PSW del programa que realizó la llamada al sistema, prosiguiéndose así su ejecución.

Normalmente los lenguajes de alto nivel tienen una (o varias) rutinas de biblioteca por cada llamada al sistema. Dentro de estos procedimientos se aísla el código (normalmente en ensamblador) correspondiente a la carga de registros con parámetros, a la instrucción trap, y a obtener el código de estado a partir de un registro. La finalidad de estos procedimientos de biblioteca es ocultar los detalles de la llamada al sistema, ofreciendo una interfaz de llamada al procedimiento. Como una llamada al sistema depende del hardware (por ejemplo, del tipo de registros del procesador), la utilización de rutinas de biblioteca hace el código portable.

El número y tipo de llamadas al sistema varía de un sistema operativo a otro. Existen, por lo general, llamadas al sistema para ejecutar ficheros que contienen programas, pedir más memoria dinámica para un programa, realizar labores de E/S (como la lectura de un carácter de un terminal), crear un directorio, etc. Ejemplos de rutinas de biblioteca que realizan llamadas al sistema en un entorno del sistema operativo C-UNIX son: read, write, malloc, exec, etc. .

Cuando un usuario se conecta a un ordenador se inicia un intérprete de órdenes (en entornos UNIX llamados shells). El intérprete de órdenes es un programa que muestra un indicador (prompt) formado por algunos caracteres, que pueden incluir el directorio de trabajo (un posible indicador en MS DOS es C:\>), que indica al usuario que es posible introducir una orden. El usuario escribirá una orden , por ejemplo C:\> copy fich fich2 y pulsará la tecla return. En un entorno UNIX, o MS DOS, la primera palabra es el nombre de un fichero que contiene un programa, siendo el resto de la línea una serie de argumentos, separados por espacios, que toma dicho programa. Una excepción a esto son las órdenes internas, que el intérprete implementa como rutinas suyas, y que no tienen, por tanto, un programa asociado guardado en disco. El intérprete de órdenes realiza entonces una o varias llamadas al sistema para ejecutar dicho programa. Cuando el programa finalice (al realizar una llamada al sistema exit) el control vuelve al programa que lo lanzó (el intérprete de órdenes), mostrando éste otra vez el indicador, y repitiéndose el ciclo.

Así pues, el intérprete de órdenes es un programa que sirve de interfaz entre el sistema operativo y un usuario, utilizándolo este último para ejecutar programas. A diferencia de un programador, un "usuario final" realiza todas las llamadas al sistema indirectamente, a través de las llamadas al sistema de los programas que ejecuta. En muchos sistemas se ha optado por sustituir el intérprete de órdenes por un programa que utiliza ventanas. En estos programas aparecen iconos que el usuario puede seleccionar mediante un ratón. Cuando el usuario selecciona un icono que representa un programa se realizan llamadas al sistema para ejecutar un fichero, asociado al icono, que contiene el programa. Por lo tanto, se sustituye la interfaz del usuario para ejecutar programas, pero la interfaz con el sistema operativo no cambia.

Es el momento de hacer una aclaración. Existen una serie de programas muy importantes (como traductores, editores de texto, ensambladores, enlazadores e intérpretes de órdenes) que ayudan al programador a realizar sus programas, y que vienen en el lote con cualquier sistema operativo. Estos programas, que forman parte de los programas de sistema o software de sistemas, utilizan llamadas al sistema, pero no son parte del sistema operativo. El sistema operativo es el código que acepta llamadas al sistema, y realiza un procesamiento para satisfacer dichas llamadas. El sistema operativo es el programa de sistema más importante.