Hệ điều hành thời gian thực có những đặc điểm sau:

1) Độ trễ chuyển đổi trạng thái nhỏ.

2) Thời gian tiêu hao từ việc thực hiện câu lệnh cuối cùng của một tác vụ đến việc thực hiện lệnh

đầu tiên của chương trình xử lý ngắt là có thể dự đoán và đủ ngắn.

3) Tương tự, thời gian tiêu hao từ việc thực hiện câu lệnh cuối cùng của chương trình xử lý ngắt

đến việc thực hiện lệnh đầu tiên của tác vụ tiếp theo cũng có thể dự đoán và đủ ngắn.

4) Độ tin cậy và thời gian ràng buộc giữa các cơ chế xử lý phải được đảm bảo để các tác vụ giao tiếp với nhau một cách kịp thời.

5) Một RTOS có hỗ trợ xử lý đa nhiệm và theo mức ưu tiên cho từng tác vụ.

6) Hệ thống thời gian thực không hỗ trợ xử lý theo mức ưu tiên cho hạt nhân (kernel) mà trong khi xử lý hạt nhân sẽ được đặt mức ưu tiên bởi một số quá trình khác.

Hệ điều hành thời gian thực có một số chức năng như sau:

1) Quản lý tác vụ (Task Management)

Quản lý tác vụ cho phép người lập trình thiết kế phần mềm ứng dụng thành một số đoạn mã riêng biệt để thực hiện các mục tiêu và thời hạn riêng biệt. Chức năng này thực hiện thông qua bộ lập lịch và bộ điều phối.

2) Quản lý bộ nhớ (Memory Management)

Có hai loại quản lý bộ nhớ trong RTOSs. Chúng bao gồm Quản lý ngăn xếp (Stack) và Quản lý vùng nhớ dùng chung (Heap).

3) Đồng bộ giữa các tác vụ (Intertask Synchronization) và Thông tin giữa các tác vụ (Intertask

Communication)

Đồng bộ hóa là điều cần thiết cho các tác vụ chia sẻ tài nguyên (như thiết bị, bộ đệm, vv) và / hoặc cho phép nhiều nhiệm vụ được thực hiện đồng thời.

Thông tin liên lạc giữa các tác vụ bao gồm việc chia sẻ dữ liệu giữa các tác vụ thông qua việc chia sẻ tài nguyên không gian bộ nhớ và dữ liệu.

4) Quản lý bộ định thời (Timer Management)

Trong các hệ thống nhúng, các tác vụ của hệ thống và người sử dụng thường được lên kế hoạch để thực hiện sau một thời gian nhất định. Để cung cấp một công cụ như bộ lập kế hoạch thì cần thiết có một ngắt định kỳ để theo dõi thời gian trễ và thời gian chờ. RTOSs nhất hiện nay cung cấp cả hai loại thời gian: "thời gian tương đối” tính thời gian bằng các đơn vị của xung và "thời gian tuyệt đối " bằng thời gian thực như lịch.

5) Ngắt và xử lý sự kiện (Interrupt and Event Handling)

Ngắt là một cơ chế phần cứng được sử dụng để thông báo cho CPU là một sự kiện không đồng bộ đã xảy ra. Một thách thức cơ bản trong việc thiết kế RTOS là hỗ trợ ngắt và từ đó cho phép truy cập không đồng vào cấu trúc dữ liệu bên trong RTOS.

6) Quản lý thiết bị vào/ra (Device I/O Management)

Một hạt nhân RTOS thường được trang bị dịch vụ quản lý thiết bị I / O để cung cấp một khung thống nhất (ứng dụng lập trình giao diện API) và công cụ giám sát cho một hệ thống nhúng để tổ chức và truy cập các thiết bị phần cứng đa dạng.