從20世紀七十年代微控制器的出現到各式各樣的嵌入式微處理器，微控制器的大規模應用，嵌入式系統已經有了近30年的發展歷史。
嵌入式系統的出現最初是基於微控制器的。70年代微控制器的出現，使得汽車、家電、工業機器、通訊裝置以及成千上萬種產品可以通過內嵌電子裝置來獲得更佳的使用效能：更容易使用、更快、更便宜。這些裝置已經初步具備了嵌入式的應用特點，但是這時的應用只是使用8位的晶片，執行一些單執行緒的程式，還談不上“系統”的概念。
最早的微控制器是Intel公司的 8048，它出現在1976年。Motorola同時推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，這些早期的微控制器均含有256位元組的RAM、4K的ROM、4 個8位並口、1個全雙工序列口、兩個16位定 時 器。之後在80年代初，Intel又進一步完善了8048，在它的基礎上研製成功了8051，這在微控制器的歷史上是值得紀念的'一頁，迄今為止，51系列的微控制器仍然是最為成功的微控制器晶片，在各種產品中有著非常廣泛的應用。
從80年代早期開始，嵌入式系統的程式設計師開始用商業級的“作業系統”編寫嵌入式應用軟體，這使得可以獲取更短的開發週期，更低的開發資金和更高的開發效率，“嵌入式系統”真正出現了。確切點說，這個時候的作業系統是一個實時核，這個實時核包含了許多傳統作業系統的特徵，包括任務管理、任務間通訊、同步與相互排斥、中斷支援、記憶體管理等功能。
其中比較著名的有Ready System 公司的VRTX、Integrated System Incorporation (ISI)的PSOS和IMG的VxWorks、QNX公司的QNX 等。這些嵌入式作業系統都具有嵌入式的典型特點：它們均採用佔先式的排程，響應的時間很短，任務執行的時間可以確定;系統核心很小，具有可裁剪，可擴充和可移植性，可以移植到各種處理器上;較強的實時和可靠性，適合嵌入式應用。這些嵌入式實時多工作業系統的出現，使得應用開發人員得以從小範圍的開發解放出來，同時也促使嵌入式有了更為廣闊的應用空間。
90年代以後，隨著對實時性要求的提高，軟體規模不斷上升，實時核逐漸發展為實時多工作業系統(RTOS)，並作為一種軟體平臺逐步成為目前國際嵌入式系統的主流。這時候更多的公司看到了嵌入式系統的廣闊發展前景，開始大力發展自己的嵌入式作業系統。除了上面的幾家老牌公司以外，還出現了Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux，以及國內的Hopen，Delta Os等嵌入式作業系統。隨著嵌入式技術的發展前景日益廣闊，相信會有更多的嵌入式作業系統軟體出現。