Palm OS는 1990년대 중반부터 2000년대 후반까지 사용된 모바일 운영 체제다. PalmSource, Inc.에서 개발했으며, 주로 개인 휴대 정보 단말기(PDA)와 스마트폰에 사용되었다.
Palm OS는 터치스크린 인터페이스와 스타일러스 펜을 이용한 손글씨 인식 기능을 특징으로 했다. 또한 주소록, 일정관리, 메모장 등의 개인 정보 관리 애플리케이션을 기본으로 제공했다.
초기 버전은 단순하고 가벼웠으며 배터리 수명이 길었다. 시간이 지나면서 멀티태스킹, 고해상도 디스플레이 지원, 무선 네트워킹 등의 기능이 추가되었다.
Palm OS는 버전 1.0부터 시작해 5.x까지 발전했으며, 이후 Palm OS Cobalt(버전 6.0)로 대체될 예정이었으나 상용화되지 않았다.
많은 제조업체들이 Palm OS를 채택했으며, Palm, HandSpring, Sony, Samsung 등의 기기에 탑재되었다.
2000년대 후반 iOS와 Android의 등장으로 시장 점유율이 감소했고, 2009년 Palm이 webOS를 출시하면서 Palm OS의 개발은 사실상 중단되었다.