La maggior parte dei telefoni Samsung utilizza il sistema operativo Android di Google, ma alcuni modelli utilizzano il sistema operativo Windows Phone di Microsoft o il sistema operativo Bada di Samsung. Tutti e tre i sistemi operativi sono progettati per funzionare bene con i moderni touch- smartphone con schermo
La famosa serie di telefoni cellulari Samsung Galaxy utilizza esclusivamente il sistema operativo Android. Questo sistema operativo open source è facilmente modificato dagli sviluppatori di telefoni per soddisfare le loro esigenze. La serie Galaxy include una vasta gamma di telefoni in una varietà di dimensioni e fasce di prezzo. Altri telefoni Samsung con sistema operativo Android includono il Rugby, il Replenish e il Continuum. La linea Samsung Ativ e Focus utilizzano il sistema operativo Windows Phone. La linea Wave utilizza il sistema operativo Bada.