在Linux中，系統調用是用戶空間訪問內核的唯一手段，它們是內核唯一的合法入口。實際上，其他的像設備文件和/proc之類的方式，最終也還是要通過系統調用進行的。
一般情況下，應用程序通過應用編程接口(API)而不是直接通過系統調用來編程，而且這種編程接口實際上並不需要和內核提供的系統調用對應。一個API定義了一組應用程序使用的編程接口。它們可以實現成一個系統調用，也可以通過調用多個系統調用來實現，即使不使用任何系統調用也不存在問題。實際上，API可以在各種不同的操作系統上實現，給應用程序提供完全相同的接口，而它們本身在這些系統上的實現卻可能迥異。
在Unix世界中，最流行的應用編程接口是基於POSIX標准的，Linux是與POSIX兼容的。
從程序員的角度看，他們只需要給API打交道就可以了，而內核只跟系統調用打交道;庫函數及應用程序是怎麼使用系統調用不是內核關心的。
系統調用(在linux中常稱作syscalls)通常通過函數進行調用。它們通常都需要定義一個或幾個參數(輸入)而且可能產生一些副作用。這些副作用通過一個long類型的返回值來表示成功(0值)或者錯誤(負值)。在系統調用出現錯誤的時候會把錯誤碼寫入errno全局變量。通過調用perror()函數，可以把該變量翻譯成用戶可以理解的錯誤字符串。
系統調用的實現有兩個特別之處：
1)函數聲明中都有asmlinkage限定詞，用於通知編譯器僅從棧中提取該函數的參數。
2)系統調用getXXX()在內核中被定義為sys_getXXX()。這是Linux中所有系統調用都應該遵守的命名規則。
系統調用號：在linux中，每個系統調用都賦予一個系統調用號，通過這個獨一無二的號就可以關聯系統調用。當用戶空間的進程執行一個系統調用的時候，這個系統調用號就被用來指明到底要執行哪個系統調用;進程不會提及系統調用的名稱。系統調用號一旦分配就不能再有任何變更(否則編譯好的應用程序就會崩潰)，如果一個系統調用被刪除，它所占用的系統調用號也不允許被回收利用。Linux有一個"未使用"系統調用sys_ni_syscall(),它除了返回-ENOSYS外不做任何其他工作，這個錯誤號就是專門針對無效的系統調用而設的。雖然很罕見，但如果有一個系統調用被刪除，這個函數就要負責“填補空位”。
內核記錄了系統調用表中所有已注冊過的系統調用的列表，存儲在sys_call_table中。它與體系結構有關，一般在entry.s中定義。這個表中為每一個有效的系統調用指定了唯一的系統調用號。
用戶空間的程序無法直接執行內核代碼。它們不能直接調用內核空間的函數，因為內核駐留在受保護的地址空間上，應用程序應該以某種方式通知系統，告訴內核自己需要執行一個系統調用，系統系統切換到內核態，這樣內核就可以代表應用程序來執行該系統調用了。這種通知內核的機制是通過軟中斷實現的。x86系統上的軟中斷由int$0x80指令產生。這條指令會觸發一個異常導致系統切換到內核態並執行第128號異常處理程序，而該程序正是系統調用處理程序，名字叫system_call().它與硬件體系結構緊密相關，通常在entry.s文件中通過匯編語言編寫。
所有的系統調用陷入內核的方式都是一樣的，所以僅僅是陷入內核空間是不夠的。因此必須把系統調用號一並傳給內核。在x86上，這個傳遞動作是通過在觸發軟中斷前把調用號裝入eax寄存器實現的。這樣系統調用處理程序一旦運行，就可以從eax中得到數據。上述所說的system_call()通過將給定的系統調用號與NR_syscalls做比較來檢查其有效性。如果它大於或者等於NR_syscalls，該函數就返回-ENOSYS.否則，就執行相應的系統調用：
call *sys_call_table(, %eax, 4);由於系統調用表中的表項是以32位(4字節)類型存放的，所以內核需要將給定的系統調用號乘以4，然後用所得到的結果在該表中查詢器位置。如圖圖一所示：
