Mac OS X:n sydän on XNU-ydin. Ytimellä tarkoitetaan käyttöjärjestelmän osaa, joka latautuu ensimmäisenä. Se ohjaa ja valvoo laitteistoresursseja, kuten muistia, suorittimen prosessorin varausta ja levyasemia. XNU-ydin sisältää koodia vanhasta tietokonearkkitehtuurijärjestelmästä nimeltä Mach. Mach on Carnegie Mellonin yliopiston tuote, ja se on ollut käytössä 1980-luvulta lähtien. Tämä koodi vastaa joistakin Mac-tietokoneen perustoiminnoista, kuten virtuaalimuistin hallinnasta ja moniajosta. Koodi antaa Mac OS:lle myös valtuudet vähentää prosessorin prosessointinopeutta, jos se alkaa ylikuumentua.

Ytimen toinen osa on Input-Output (I/O) Kit. Se perustuu erikoistuneeseen, rajoitettuun versioon C++-ohjelmointikielestä laiteajureiden ohjaamiseen. Laiteajurit mahdollistavat ulkoisten laitteiden vuorovaikutuksen tietokoneen kanssa. Esimerkiksi tulostimesi voi vaatia laiteajurin tietokoneellesi, jotta voit tulostaa koneeltasi. Kaikkien tietokoneesta muihin laitteisiin – ja päinvastoin – siirtyvien pyyntöjen ja tietojen käsittely on vaativaa työtä. I/O Kitin avulla Mac-tietokone voi käsitellä useita laitteita eri tekniikoiden kautta samanaikaisesti. Siksi voit liittää laitteita Maciin samanaikaisesti USB-, FireWire- ja Thunderbolt-kaapeleilla.

Liikenneverkon XNU-ytimen kolmas osa on tietokoneen vartijasi ja portsari. Tämä ytimen osa perustuu UNIXin Berkeley Software Distribution (BSD) -johdannaiseen, ja sen tehtävänä on ylläpitää järjestelmän arvopapereita ja käyttöoikeuksia. Kun kirjaudut Mac-tietokoneeseen, BSD määrittää käyttöoikeutesi tason. Ylläpitäjällä olisi lähes vapaat kädet, ja hän voisi ladata tai poistaa ohjelmia ja muita tietoja. Muilla käyttäjätasoilla ei välttämättä ole yhtä vapaita oikeuksia. Näin ylläpitäjä voi määritellä, mitä prosesseja tavallinen käyttäjä voi käyttää ja mitä ei. XNU-ytimen BSD-elementti auttaa myös synkronoimaan Mac-tietokoneen prosesseja.

Mac OS X:ään kuuluvat myös ydinpalvelukerros ja sovelluspalvelukerros. Yhdessä ytimen ja laitteiston kanssa nämä kerrokset muodostavat sen, mitä tietokoneinsinöörit kutsuvat pinoksi. Pino on vain tapa käsitteellistää tietokoneen eri ohjelmisto- ja laitteistokerrosten välinen suhde. Pinon pohjalla on laitteisto ja laiteohjelmisto. Seuraavalla tasolla on käyttöjärjestelmän ydin. Sen jälkeen tulevat ydinpalvelut ja sitten sovelluspalvelukerros. Itse sovellukset ovat pinon huipulla.

Mac OS X:n ydinpalvelukomponentti koostuu useista kehyksistä, joiden avulla tietokone voi käsitellä tehtäviä, kuten tekstihakuja eri kielillä ja järjestelmärajapintoja. Sovellusten palvelukerros on graafisen käyttöliittymän (GUI) perusjärjestelmä. Tämä on kerros, jonka tyypillinen käyttäjä näkee — se luo grafiikkaympäristön. Sovelluspalvelukerros toimii myös viestintäkanavana eri sovellusten välillä, jolloin ne voivat olla vuorovaikutuksessa keskenään.

Katsotaan seuraavaksi joitakin Mac OS X:n ominaisuuksia.