लिनक्स में ग्राफिकल यूजर इंटरफेस ऑपरेटिंग सिस्टम का हिस्सा नहीं है। अधिकांश लिनक्स डेस्कटॉप पर पाया जाने वाला ग्राफिकल यूजर इंटरफेस सॉफ्टवेयर द्वारा प्रदान किया जाता है जिसे एक्स विंडो सिस्टम कहा जाता है , जो स्क्रीन, कीबोर्ड और पॉइंटर डिवाइस से निपटने के स्वतंत्र तरीके को परिभाषित करता है।
एक्स विंडो संचार के लिए एक नेटवर्क प्रोटोकॉल को परिभाषित करता है, और कोई भी प्रोग्राम जो जानता है कि इस प्रोटोकॉल को "कैसे" बोलना है। वहाँ एक सी पुस्तकालय कहा जाता है Xlib , यह आसान इस प्रोटोकॉल का उपयोग करने के लिए बनाता है कि इतने Xlib की तरह है देशी जीयूआई एपीआई। एक्सलिब एक्स विंडो सर्वर तक पहुंचने का एकमात्र तरीका नहीं है; XCB भी है ।
Xlib के शीर्ष पर निर्मित टूलकिट लाइब्रेरी जैसे GTK + ( GNOME द्वारा प्रयुक्त ) और Qt ( KDE द्वारा प्रयुक्त ) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे प्रोग्राम के लिए आसान होते हैं। उदाहरण के लिए, वे आपको एक सुसंगत रूप देते हैं और अनुप्रयोगों में महसूस करते हैं, ड्रैग-एंड-ड्रॉप का उपयोग करना आसान बनाते हैं, आधुनिक डेस्कटॉप वातावरण को घटक प्रदान करते हैं, और इसी तरह।
एक्स स्क्रीन पर आंतरिक रूप से कैसे लागू होता है यह कार्यान्वयन पर निर्भर करता है। X.org में एक उपकरण स्वतंत्र भाग और एक उपकरण निर्भर भाग है। पूर्व में विंडोज़ जैसे स्क्रीन संसाधनों का प्रबंधन करता है, जबकि बाद वाले ग्राफिक्स कार्ड ड्राइवर के साथ संचार करते हैं, आमतौर पर एक कर्नेल मॉड्यूल। संचार सीधे मेमोरी एक्सेस या कर्नेल में सिस्टम कॉल के माध्यम से हो सकता है । ड्राइवर कमांड को एक ऐसे रूप में तब्दील करता है जिसे कार्ड का हार्डवेयर समझता है।
2013 तक, एक नई विंडो सिस्टम जिसे वेललैंड कहा जाता है, उपयोग योग्य बनने लगी है, और कई वितरणों ने कहा है कि वे कुछ बिंदु पर इसे स्थानांतरित करेंगे, हालांकि अभी भी कोई स्पष्ट कार्यक्रम नहीं है। यह प्रणाली OpenGL / ES API पर आधारित है, जिसका अर्थ है कि भविष्य में OpenGL लिनक्स में "देशी GUI API" होगा। जीटीके + और क्यूटी को वायलैंड में पोर्ट करने के लिए काम किया जा रहा है, ताकि मौजूदा लोकप्रिय अनुप्रयोगों और डेस्कटॉप सिस्टम को कम से कम बदलाव की आवश्यकता हो। जिन अनुप्रयोगों को पोर्ट नहीं किया जा सकता है, उन्हें X11 सर्वर के माध्यम से समर्थित किया जाएगा, बहुत कुछ जैसे कि OS X, X11 के X11 ऐप्स का समर्थन करता है। GTK + पोर्ट के एक साल के भीतर खत्म होने की उम्मीद है , जबकि Qt 5 में पहले से ही पूरा वैलैंड सपोर्ट है।
मामलों को और अधिक जटिल करने के लिए, उबंटू ने घोषणा की कि वे एक नई प्रणाली विकसित कर रहे हैं जिसका नाम मीर है । यह विंडो सिस्टम भी OpenGL / ES API पर आधारित है।