OSの機能を全てカーネルで提供し、そのために必要なコードを全て巨大なカーネルに一体化しているもの。このため、記憶装置の有効利用ができないなどの問題点があるが、逆に取り扱いが簡単で、一つのカーネルプロセスで全ての処理が行なわれるため高速、といった利点もある。
現在のトレンドはこのモノリシックカーネルと正反対の特徴を持つマイクロカーネルである。しかしPC UNIXとして有名なLinuxは、実はモノリシックカーネルなのである。