ระบบปฏิบัติการแบบขนานใช้เพื่อเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเครือข่ายเพื่อทำงานให้เสร็จพร้อมกัน สถาปัตยกรรมของซอฟต์แวร์มักเป็นแพลตฟอร์มที่ใช้ UNIX ซึ่งช่วยให้สามารถประสานโหลดแบบกระจายระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเครือข่าย ระบบปฏิบัติการแบบขนานสามารถใช้ซอฟต์แวร์เพื่อจัดการทรัพยากรต่าง ๆ ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ที่ทำงานแบบขนานเช่นหน่วยความจำแคชพื้นที่เก็บข้อมูลและพลังการประมวลผล ระบบปฏิบัติการแบบขนานยังอนุญาตให้ผู้ใช้เชื่อมต่อโดยตรงกับคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่าย
ระบบปฏิบัติการแบบขนานทำงานโดยการแบ่งชุดการคำนวณออกเป็นส่วนย่อย ๆ และกระจายระหว่างเครื่องบนเครือข่าย เพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างแกนประมวลผลและอาร์เรย์หน่วยความจำซอฟต์แวร์การกำหนดเส้นทางจะต้องแบ่งปันหน่วยความจำโดยกำหนดพื้นที่ที่อยู่เดียวกันให้กับคอมพิวเตอร์เครือข่ายทั้งหมดหรือกระจายหน่วยความจำโดยกำหนดพื้นที่ที่อยู่ที่แตกต่างกันให้กับแต่ละแกนประมวลผล การแชร์หน่วยความจำทำให้ระบบปฏิบัติการสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็ว แต่โดยปกติแล้วจะไม่ทรงพลัง เมื่อใช้หน่วยความจำที่แชร์แบบกระจายโปรเซสเซอร์จะสามารถเข้าถึงทั้งหน่วยความจำภายในและหน่วยความจำของตัวประมวลผลอื่น การกระจายนี้อาจทำให้ระบบปฏิบัติการช้าลง แต่มักจะมีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากกว่า
สาขาวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่รวมถึงเทคโนโลยีชีวภาพจักรวาลวิทยาฟิสิกส์ทฤษฎีดาราศาสตร์ฟิสิกส์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ใช้ระบบปฏิบัติการคู่ขนานเพื่อใช้พลังของการคำนวณแบบขนาน การตั้งค่าระบบประเภทนี้ยังช่วยสร้างประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมเช่นการให้คำปรึกษาการเงินการป้องกันการโทรคมนาคมและการพยากรณ์อากาศ ในความเป็นจริงการคำนวณแบบขนานได้กลายเป็นความแข็งแกร่งที่นักดาราศาสตร์วิทยาได้ใช้ในการตอบคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาล นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้สามารถจำลองพื้นที่ส่วนใหญ่ได้ในคราวเดียวใช้เวลาเพียงหนึ่งเดือนเท่านั้นที่นักวิทยาศาสตร์จะรวบรวมการจำลองการก่อตัวของทางช้างเผือกซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่าเป็นไปไม่ได้
นักวิทยาศาสตร์นักวิจัยและอุตสาหกรรมมักเลือกที่จะใช้ระบบปฏิบัติการแบบขนานเนื่องจากความคุ้มค่าเช่นกัน มันมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่ามากในการรวบรวมเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบขนานกว่าค่าใช้จ่ายในการพัฒนาและสร้างซูเปอร์คอมพิวเตอร์สำหรับการวิจัย ระบบแบบขนานยังเป็นแบบแยกส่วนได้อย่างสมบูรณ์ทำให้สามารถทำการซ่อมแซมและอัพเกรดได้ในราคาไม่แพง
ในปี 1967 ยีน Amdahl ในขณะที่ทำงานที่ IBM แนวคิดเกี่ยวกับการใช้ซอฟต์แวร์เพื่อประสานงานการคำนวณแบบขนาน เขาออกผลการวิจัยของเขาในกระดาษที่เรียกว่า กฎหมายของ Amdahl ซึ่งสรุปการเพิ่มขึ้นทางทฤษฎีในอำนาจการประมวลผลอย่างใดอย่างหนึ่งอาจคาดหวังจากการใช้เครือข่ายด้วยระบบปฏิบัติการแบบขนาน งานวิจัยของเขานำไปสู่การพัฒนาการสลับแพ็กเก็ตและทำให้ระบบปฏิบัติการแบบขนานที่ทันสมัย สิ่งนี้มักจะมองข้ามการพัฒนาของการสลับแพ็คเก็ตก็คือความก้าวหน้าที่เริ่มขึ้นในภายหลัง "โครงการ Arpanet" ซึ่งรับผิดชอบพื้นฐานพื้นฐานของเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบขนานที่ใหญ่ที่สุดในโลก: อินเทอร์เน็ต
