移动操作系统（英语：mobile operating system，简称Mobile OS），称为移动平台（Mobile platform）或手持式操作系统（Handheld operating system），是指在移动设备上运作的操作系统。
移动操作系统近似在台式机上运行的操作系统，但是它们通常较为简单，而且提供了无线通信的功能。使用移动操作系统的设备有智能手机、PDA、平板电脑等，另外也包括嵌入式系统、移动通信设备、无线设备等。
在移动操作系统出现前，移动设备如手提电话一般是使用嵌入式系统运作。1993年，IBM推出了首台智能手机IBM Simon。其后1996年Palm推出Palm OS以及1997年Symbian公司的Symbian发布，开始移动操作系统争霸的局面。诺基亚、黑莓公司纷纷在手机上发展了移动操作系统，以争夺市场。
2007年初苹果推出iPhone，搭载iOS操作系统，着重于应用触控式面板，造成用户界面与用户体验的改进。同年9月，谷歌发表开放手持设备联盟，推出Android操作系统并开放源代码，造成智能手机的普及。Android的发布造成苹果和谷歌之间的裂痕，最终导致谷歌公司首席执行官埃里克·施密特被迫辞去苹果董事会职务。
由于谷歌的Android以及苹果的iOS推波助澜，至2010年5月，智能手机有爆量的增加，估计有17.3%的手机出现。截至2011年1月，谷歌持有33.3％的全球智能手机市场，显示出惊人的增长而举行的机器人只有4.7％的升幅。Nokia、Apple、BlackBerry及Microsoft各占31％、16.2％、14.6％和3.1％。2017年，BlackBerry宣布不再开发新的BlackBerry操作系统并出售了手机业务，Microsoft也宣布放弃移动操作系统业务。
至今各厂商的移动操作系统已接近统一，几乎只使用谷歌的Android、苹果的iOS，其他系统的市场占有率微乎其微。
