В MacOS X впервые была применена Unix-подобная система управления памятью и вытесняющая многозадачность. MacOS X основана на операционной системе Apple Darwin) и объектно-ориентированном окружении Cocoa (фактически несколько расширенному стандарту OpenStep?, созданному в компании NeXT?, основанной Стивом Джобсом в период, когда его временно уволили из Apple). Новая система управления памятью позволяла одновременно запускаться большему количеству программ и теоретически полностью избавлена от возможности «крушения» одной программы другой. Кроме того, это вторая операционная исстема для Macintosh, содержащая командую строку (первой была в данный момент не развивающаяся A/UX?, которая поодерживала приложения «классической» MacOS поверх UNIX-ядра), несмотря на то, что пользователь может ее увидеть, только запустив «терминал».
Вслед за Apple Darwin MacOS X поддерживается на двух процессорных архитектурах: i386? и PowerPC.
MacOS X включает уровень совместимости для старых приложений для MacOS. Это реализуется путем запуска полной копии MacOS, версии 9.1 или более поздней, в процессе MacOS X. Большинство хорошо написанных «классических» приложений нормально функционирует в этой среде, но совместимость гарантируется только если приложение было написано таким образом, что не зависит от нижележащего оборудования, и взаимодействует исключительно с операционной системой.
Пользователи «классической» MacOS в большинстве своем обновились до MacOS X, несмотря на то, что некоторые критикуют новую версию за то, что она менее дружелюбна и более сложна, чем MacOS, за то, что некоторые старые возможности не были реализованы в новой версии ОС, а также за то, что MacOS X работает медленнее на том же аппаратном обеспечении (особенно старом). По той причине, что некоторые драйверы (для принтеров, скранеров, планшетов и т.д.), написанное для старых версий Mac OS? не совместимы с MacOS X, а также из-за отсутствие в MacOS X поддержки старых машин от Apple, значительное количество пользователей Macintosh по-прежнему используют старые версии Mac OS?. Так или иначе, по данным 2005 года, практически все системы, способные запускать MacOS X, используют новую версию, и лишь небольшой процент из них по-прежнему использует MacOS.
С 2006 года все новые модели компьютеров Apple построены на архитектуре i386?. Соответсвенно, MacOS X с версии 10.4 доступна для i386?.
Однако фактически воспользоваться этим достижением не так просто, поскольку версия системы для архитектуры i386? требует новую систему инициализации оборудования – EFI – и, соответственно, по умолчанию не работает на компьютерах с BIOS. Кроме того, Apple ещё не начала продажу MacOS X для i386? на дисках.
Также стоит отметить, что компания Apple предложила собственное решение проблемы установки ОС Windows на новые Mac'и – Boot Camp. Считается, что этот шаг демонстрирует желание Apple быстро увеличить свою паудиторию за счёт тех, кому нужны приложения обеих систем, однако есть и другие мнения.
Версии MacOS X для процессоров архитектуры PowerPC легко поддаются эмуляции на различных виртуальных машинах включая открытую PearPC?. Однако MacOS X для i386? пока эмуляции не поддаётся в силу проблем, связанных с EFI и сборкой дистрибутивов MacOS X с жёсткой оптимизацией под SSE2.