В iOS используется ядро XNU, основанное на микроядре Mach и содержащее программный код, разработанный компанией Apple, а также код из ОС NeXTSTEP и FreeBSD. Ядро iOS почти идентично ядру настольной операционной системы Apple OS X. Начиная с самой первой версии, iOS работает только на планшетных компьютерах и смартфонах с процессорами архитектуры ARM.
Пользовательский интерфейс iOS основан на концепции прямого манипулирования с использованием жестов мультитач. Элементы управления интерфейсом состоят из ползунков, переключателей и кнопок.
iOS разработана на основе OS X и использует тот же набор основных компонентов Darwin, совместимый со стандартом POSIX.
В iOS есть четыре слоя абстрагирования: слой Core OS, слой Core Services, слой Media Layer, и слой Cocoa Touch.