Mac OS X значительно отличается от предыдущих версий Mac OS. Основа системы — Darwin. Darwin — свободное программное обеспечение. Его ядром является XNU (акроним от «Xnu Not Unix» — «Xnu — не Юникс»), в котором используется ядро Mach и стандартные сервисы BSD. Все возможности Unix'а доступны через консоль. Поверх этой основы Apple разработано много проприетарных компонентов, таких как Quartz Composer и Finder.

Mac OS X включила множество возможностей делающих её более стабильной, чем предыдущая версия Mac OS 9. Mac OS X использует вытесняющую многозадачность и защиту памяти, которые позволяют запускать несколько процессов, которые не смогут прервать или повредить друг друга. На архитектуру Mac OS X повлиял OPENSTEP, который был задуман как портируемая операционная система. К примеру, NEXTSTEP был портирован с оригинальной 68k платформы NeXT компьютера, до того как он — NEXTSTEP — был куплен Apple. Так и OPENSTEP был портирован на PowerPC в рамках проекта Rhapsody.