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嵌入式系统产生于20世纪70年代，最早是作为微控制系统出现的，这种系统基于单片机，系统中不植入操作系统，软件开发常常需要直接控制硬件。从20世纪80年代早期开始，嵌入式设备开始植入嵌入式操作系统，由嵌入式操作系统对硬件进行管理，并为程序员提供标准的编程接口，用于编写嵌入式应用软件，从而获得更短的开发周期、更低的开发资金和更高的开发效率。
嵌入式系统（Embedded System）是嵌入式计算机系统的简称。目前，嵌入式系统主要包括两种形式的定义。
第一种是国际电气和电子工程师协会（IEEE）给出的定义，即嵌入式系统是一种实施控制、监视及辅助机器或者工厂运作的系统。它通常执行特定的功能，以微处理器与周边设备构成核心，具有严格的时序和稳定度的要求，可以自行运行并循环操作。
第二种是国内公认的比较全面的定义，即嵌入式系统是一种以应用为中心，以计算机技术为基础，软件和硬件可裁剪，适应于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积和功耗具有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统的定义可以简单概括为：嵌入到对象体系中的专用计算机系统。
嵌入式系统有3个基本特点：嵌入性、专用性和处理器。
1）嵌入性体现了嵌入式系统的表面特征和本质特征的融合。嵌入式系统本质上是一个计算机，但从外观上又“看不见”计算机的形状。智能手机、电视机机顶盒、微波炉、全自动洗衣机、路由器、水下机器人、传感器结点和RFID读写器等都是典型的嵌入式设备。
2）专用性是嵌入式系统的最基本特点。由于嵌入式系统通常是面向某个特定应用的，所以嵌入式系统的硬件和软件，尤其是软件，都是为特定用户群设计的，通常都具有某种专用性的特点。
3）嵌入式系统必须内含微处理器，嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力和电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约，需要针对用户的具体需求，能够对芯片配置进行裁剪和添加，从而达到理想的性能。实际上，为了既不提高成本，又满足专用性的需要，嵌入式系统的供应者必须采取相应措施使产品在通用和专用之间进行某种平衡。目前的做法是，把嵌入式系统硬件和操作系统设计成可裁剪的，以便使嵌入式系统开发人员根据实际应用需要来量体裁衣，去除冗余，从而使系统在满足应用要求的前提下达到最精简的配置。
嵌入式系统自产生以来经历了几十年的发展，整个系统的发展主要体现在以控制器为核心的硬件部分和以嵌入式操作系统为主的软件部分。根据嵌入式操作系统的发展过程，可以划分为3个比较典型的阶段。
第一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段，是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，通过汇编语言编程对系统进行直接控制，一般没有操作系统和用户接口。
第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：CPU种类繁多，通用性比较差；系统开销小，效率高；一般配备系统仿真器，操作系统具有一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业，用户界面不够友好；系统主要用来控制负载及监控应用程序运行。
第三阶段是以通用的嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精小，效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口，以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口（API），开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。这个阶段产生了很多优秀和常用的嵌入式操作系统，从20世纪80年代开始的VxWorks到免费开源的μC/OS-Ⅱ、μCLinux、TRON，以及当前竞争极其激烈的iOS、Android等，这些操作系统都属于实时嵌入式操作系统。
物联网中的嵌入式操作系统应该具备互联网功能，每一个独立的系统彼此之间通过互联网相互连接，形成一个分布式数据处理体系，以便更好地提高嵌入式系统的性能。由于传统的互联网仅仅强调通信协议的通达性和开放性，对数据的安全、质量及实时性都没有过多的要求，直接导致传统类型基于互联网的嵌入式系统不能提供可靠、安全的保证及实时的功能。传统嵌入式系统的这些缺陷在物联网中将会被突破。
物联网中的嵌入式系统不仅要具备传统互联网络的共享互联特性，同时还对传输数据的实时性、安全可靠性及资源保证性提供基本的保障。这必然会对传统嵌入式系统承载网络的“服务质量、安全可信、可控可管”等各个方面提出更高的要求。物联网中的嵌入式系统必然是以基于更高电信级的IP网络为标志的嵌入式系统。
在物联网中，嵌入式系统基于的承载网络应具备端到端服务质量（QoS）能力、网络自愈能力、业务保护能力和网络安全等基本要素。这需要进一步提升接入网、城域网和骨干网的电信级要求。在可靠网络支持的环境下，嵌入式系统之间的信息交互能力，及信息的质量得到了极大的保障。物联网嵌入式系统之间交互的特点可以概括为以下功能的体现。
1）系统之间的通信能够保证服务质量。嵌入式设备对于不同的应用场合，可以提供可选的QoS保障。
2）系统之间的业务安全具有可靠的保障。移动业务现有的安全系统基于用户卡的鉴权，而基于机器类业务的主要区别在于采集数据和控制外部环境的核心是机器，在现有的业务网络，终端设备和用户卡不具有同等的安全保障，因此对机器通信安全的支持是物联网下嵌入式设备的一个重要特点。
3）与传统的嵌入式设备不同，物联网下的嵌入式设备将以IPv6地址来标识自己，这样，嵌入式设备将能找到任意一台接入网络的设备。
4）支持群组管理，多个具有相同功能的嵌入式终端设备结点可以组成一个群组，支持对同一群组中的终端设备同时进行相同的操作。
5）终端设备远程管理，由于嵌入式终端设备通常情况下是无人值守的，因此嵌入式终端设备的远程管理需求是嵌入式系统应用业务中最基本的一种，需要支持对任何一台终端设备进行远程参数配置和远程软件升级等远程管理功能。
6）支持不同流量的数据传输，例如在视频监控业务中有大量的视频数据需要传输，而在智能抄表业务中只需要传输少量的数据信息。
7）支持多种接入方式，能够支持固定和移动形态的终端设备通过各种方式接入。
8）支持终端设备的扩展性和系统的伸缩性，以便新的终端设备可以方便地加入到网络中来。
9）支持多种信息传递方式，包括单播、组播、任播和广播。
10）支持具有不同移动性的终端设备，有些终端设备是固定的，而另一些终端设备则可能是低速移动或高速移动，对于移动终端设备可以支持终端设备的漫游与切换，为用户提供一致的业务体验。
11）支持终端设备的休眠模式，由于很多嵌入式终端设备是没有交流电源供电的，对这些终端设备来说，节能很重要，所以有些嵌入式终端设备会在工作一段时间后根据一定的策略转入休眠状态。在休眠状态，嵌入式终端设备依旧能接收数据信息。
物联网嵌入式系统的这些典型特点与需求，对于传统互联网络的IPv4地址形式及网络协议来说是很难满足的，因此需要引入更高效、更安全可靠的网络标准和接入技术。随着IPv6的广泛应用，在新的接入技术下，可以把大量的嵌入式终端设备接入到网络中。
在数据安全性方面，物联网中的各种嵌入式设备被广泛应用于人们生活中的各个方面，其可能引发的安全威胁也可由网络世界延伸到物理世界，因此其重要性不言而喻。物联网的安全性考虑主要包括承载嵌入式设备的网络的安全、终端/网关接入网络的安全，以及嵌入式系统应用中数据传输的安全等方面。对于嵌入式系统来说，设备之间组建网络的通信安全，以及终端设备同互联网关之间的接口安全，必然将会被作为物联网嵌入式设备安全方面的重要保证之一。
嵌入式系统涉及的产品极为广泛，其应用的领域也随着它的发展愈加全面，但无论是体积越来越小、不带有嵌入式操作系统的控制、传感设备，还是功能越来越丰富、搭载嵌入式操作系统的智能产品，它们的发展方向都将随着物联网的出现而走向协同化和网络化。设备的互联互通和数据的协同处理必将成为未来嵌入式系统共同的发展趋势。
嵌入式设备为了适应物联网物-物通信的要求，必然内嵌各种网络通信接口。嵌入式处理器已经开始内嵌网络接口，除了支持TCP/IP外，还支持IEEE 1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口中的一种或者几种，同时提供相应的网络协议软件和物理层驱动软件。在某些嵌入式设备上加载Web浏览器，就可以实现随时随地用各种设备上网。
数据协同处理是普适计算的特征，嵌入式系统是物联网普适计算的技术基础。随着物联网技术的发展与普及，嵌入式系统将会迎来更大的需求与发展。随着嵌入式系统处理能力和无线通信能力的增强，虽然处处都用计算机，但处处不见计算机，整个物联网将会进入无人干预的全自动智能处理的新阶段。