底层操作系统主要包括QNX、Linux、WinCE等（见表1）。QNX是遵从POSIX规范的类UNIX实时操作系统，是全球第一款达到ASIL D级别的车载操作系统，主要用于远程信息处理系统、信息娱乐和导航等，目前黑莓已开发了车载信息娱乐系统、数字座舱系统和驾驶辅助系统平台。Linux是定制开发灵活度较强、基于POSIX和UNIX的开源操作系统，主要用于支持更多应用和接口的信息娱乐系统场景。AGL、GENIVI等协会或联盟致力于将开源Linux操作系统推广至汽车领域。其中，AGL目前集中在车载信息娱乐系统，未来将向辅助驾驶、座舱域、自动驾驶等领域延伸；GENIVI致力于基于开源的标准车载信息娱乐平台，基本每半年对车载信息娱乐系统规范进行更新。WinCE是微软开发的嵌入式操作系统，主要应用于车载主机、车载导航和车载娱乐系统，已逐步退出汽车操作系统市场。目前，QNX凭借优势占据汽车嵌入式操作系统市场率第一，基于Linux内核的OS在智能座舱OS市场中占据约20%份额。
底层操作系统研发是一个系统工程，开发难度大、开发周期较长，需要投入大量的人力、财力，基本没有企业会全新开发底层操作系统。目前底层操作系统主要被国外垄断，国内主要是基于现有底层操作系统进行开发。
面向智能驾驶和信息娱乐的定制型操作系统
在电动化、网联化、智能化汽车产业变革趋势下，科技公司、传统车企、新造车势力均积极打造自主研发的定制型操作系统，主要面向车载信息娱乐系统（IVI）和智能驾驶辅助系统（ADAS），比如谷歌安卓、大众VW.OS、特斯拉Version、华为鸿蒙、阿里巴巴AliOS等（见表2、表3）。
Android是谷歌基于Linux内核开发的开源操作系统，主要应用在车载信息娱乐系统、导航领域，在国内车载信息娱乐系统领域占据主流地位。互联网企业、传统自主企业、造车新势力企业又基于Android进行定制化改造，推出了专属汽车操作系统，如百度小度车载OS、比亚迪DiLink、吉利GKUI、蔚来NIO OS、小鹏Xmart OS等。
Version是特斯拉基于Linux内核深度改造独立开发的操作系统，支持信息娱乐系统和驾驶辅助系统，并通过OTA技术不断进行优化升级。对于信息安全问题，特斯拉启用Linux系统中的内核模块-安全增强型Linux（SELinux），通过“访问权限控制”来增强操作系统的安全性。