一部のウィンドウシステムは、その下層にあるOSやライブラリへの直接的なインタフェースとなっている。グラフィックスデバイス、ポインティングデバイス、キーボードなどをサポートしている。ウィンドウマネージャは一般にウィンドウシステムの上で動作する。ウィンドウシステムがウィンドウ管理機能を提供することもあるが、一般にそのような機能はウィンドウマネージャの一部とみなされており、単にたまたまウィンドウシステムがそういった機能を提供しているものとされる。

@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}特定のウィンドウマネージャとの組合せで使用することを念頭においているアプリケーションは、そのウィンドウマネージャに対応するウィジェット・ツールキットを採用することが多い。ウィジェット・ツールキットはアプリケーションにウィジェットを提供し、それによってユーザーが一貫した形でグラフィカルに対話する方法を提供する。[要出典]
デスクトップメタファー

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デスクトップメタファー (desktop metaphor) とは、現在のOSのGUIで使われている統合されたコンセプトの集合のことである。コンピュータのディスプレイ上でユーザの机の上（デスクトップ）を表現し、そこに文書やフォルダを置く。文書を開くとウィンドウが開き、それが机の上に置かれた紙の文書を表している。また、デスクアクセサリと呼ばれる小さなアプリケーション群が机の上の様々な道具（例えば、電卓）に対応している。[要校閲]

メタファーの純粋さを守るよりも利便性を高めるのが重要であるため[要校閲][独自研究?]、デスクトップメタファーは実装によっては様々な拡張がなされている。そのため、ゴミ箱やファイルキャビネットが何故か机の上に出現することになった[要出典]。また、メニューバーやタスクバーといった機能は実世界の机とは対応していない。

21世紀に入り、ファイルキャビネットや机のメタファーは重要性を失いつつある。特に記憶容量が巨大化したため、フォルダーのメタファーではファイルを探したり管理したりするのが困難になってきた。そのため、ユーザがシステムのファイルシステムに仮託された概念をそのまま受容するのではなく、特定の必要性に応じて文書を組織する手法が登場しつつある。「スマートフォルダ」と呼ばれる機能はユーザが重要と考える検索基準に従ったファイル検索を可能にしている。

BeOSはデスクトップメタファーを他よりも厳密に適用している。例えば、外部ディスク装置はデスクトップに現れるが、内部ディスク装置はコンピュータ自身を表すアイコンの中に含まれている。ちなみに、Mac OSでは全ドライブや外部デバイスをデスクトップに表示でき、Windowsでは全ドライブがコンピュータのアイコンの中にある。[要校閲]
歴史

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Altoで動作した暫定Dynabook環境(Smalltalk-76の頃)のデスクトップ。かなり後になって一般化する複数のデスクトップを保持し切り替える機能もすでに実現していた。

世界初のデスクトップ環境は、1973年製造のAltoや1976年製造の可搬式PC試作機のNoteTaker向けに、ゼロックスのパロアルト研究所でアラン・ケイらが1970年代に開発した暫定Dynabook環境である。AltoやNoteTakerはこれらを安価に販売することを嫌ったゼロックス上層部の決定で製品化されることはなかったが、Altoの後継機であるXerox 8010（開発コード：Dandelion）にSmalltalkと別のGUIベースのOSを搭載したオフィスコンピュータ（ワークステーション） Xerox Star (1981年) として改めて製品化された（なお、SmalltalkもOSとしてではなかったが、開発環境付きの言語処理系のSmalltalk-80として商品化されている）。デスクトップ環境を有する一般に販売されたコンピューターとしてはこれが初である。Appleは、1979年当時開発中だったケイらの暫定Dynabookからオーバーラップマルチウインドウやメニュー、コピー・アンド・ペースト操作等の主要なGUI要素や作法を、また製品化後のStarからアイコンベースのファイラを模倣し、これらに独自のアレンジを加えたApple Lisa（1983年）を同じくオフィス向けの製品としてリリースした。しかしゼロックス等が専用機を販売していたSmalltalkを含め、Star、Lisaのいずれも高価であったためデスクトップ環境の利便性を広く世に知らしめるほどの普及には至らなかった。

今日、多くのOSにデスクトップ環境として実装されているデスクトップメタファーを最初に広く一般に知らしめたコンピュータはアップルのMacintosh（1984年）であり、実際に広く使われるようになったのは、1995年にマイクロソフトがリリースしたMicrosoft Windows 95からである。2018年現在、最も広く使われているデスクトップ環境は、Windows 7やWindows 10のもので、それらに次いでmacOSのデスクトップ環境がある。

macOSを搭載したMacintoshを除けば、LinuxなどのUnix系OSをパーソナルコンピュータ上で使用する割合はまだ低いが[3]、X Window Systemを搭載した安価なLinux PCの市場シェアが伸びており、そういったマシンでX11ベースのデスクトップ環境がサポートされている。
X Window System におけるデスクトップ環境

この節は内容が専門的であり、一般の閲覧者にはわかりにくくなっているおそれがあります。専門用語をわかりやすい表現にするための修正をして下さる協力者を求めています。（2019年5月）

X Window Systemを使用するシステムでは、デスクトップ環境はより柔軟である。これはXが「ポリシーではなく機構を提供する。特にユーザインタフェースについては」という原則に基づいて設計されているため、デスクトップ環境の構成要素がウィンドウシステムとは全く別に提供されているためである。

CDEやGNOMEやKDEといったXのデスクトップ環境は、ユーティリティライブラリ（XtやGLib等）、GUIライブラリ（ウィジェット・ツールキット、XawやMotifやGTKやQt等）といったインフラとなるライブラリ、ウィンドウマネージャ（twmやmwmやMetacityやKWin等）などのシステムユーティリティ、ファイルマネージャ（ファイルやKonqueror、Dolphin等）や管理ツールなどの基本的なアプリケーション、スキン、などから構成される。これら個々のモジュールは個別に変更したり設定したりすることができ、ユニークな組合せを作ることができるが、多くのデスクトップ環境ではデフォルトの設定があるので、それを使うことができる。

またそういったフルスタックのデスクトップ環境とは別に、IceWM、Fluxbox、Window Makerといったウィンドウマネージャは単純なデスクトップ環境と言える機能を備えている。evilwmやwmiiなどのように、そういった機能のないウィンドウマネージャもある。

X上の初期のデスクトップ環境としてCDEがあるが、これはプロプライエタリな製品であったため、コストやライセンスの問題があってLinuxなどのUnix系OSには普及しなかった。1996年にはKDE、1997年にはGNOMEが登場。1997年に始まったXfceはそれらより小さいプロジェクトであり、性能とモジュール性向上に集中したもので、2006年に始まったLXDEも同様である。2012年現在、GNOMEとKDEが主流であり、Linuxディストリビューションの多くがデフォルトでどちらかをインストールする。