Hệ điều hành di động (tiếng Anh "mobile operating system") là một hệ điều hành dành cho các thiết bị điện thoại di động, máy tính bảng, đồng hồ thông minh, laptop 2 trong 1 (laptop có thể chuyển giữa chế độ máy tính và máy tính bảng), hoặc các thiết bị di động khác. Trong khi đa phần các máy tính xách tay (laptop) cũng có tính "di động", nhưng các hệ điều hành thường được sử dụng trên chúng không được xem là hệ điều hành di động, vì các hệ điều hành này được thiết kế ban đầu cho máy tính để bàn và không có hoặc không cần các tính năng di động cụ thể. Ngày nay, sự phân biệt giữa hệ điều hành cho máy tính để bàn và hệ điều hành di động càng trở nên mờ dần, khi một số hệ điều hành mới hoặc các phiên bản mới cho phép hỗ trợ cả hai nền tảng di động và cố định.