針對特定處理器平臺，操作系統(OS)處理硬件操作的細節。利用內核(OS)內部硬件抽象層(HAL)和處理器專用外設驅動程序（例如I2C®SPI總線驅動程序），通常的設備驅動程序甚至也能獨立處理器平臺。這種方法允許一個設備驅動程序（例如觸摸屏數字化儀AD7879的驅動程序）可以不加修改地用在任何運行Linux的處理器平臺上，Linux內核之上運行任何圖形用戶界面(GUI)包和適當的應用程序。如果硬件設計人員決定轉而使用觸摸屏控制器AD7877，他（她）將無需軟件團隊提供信息。兩款器件均可用驅動程序；雖然器件不同，連接方式可能不同（AD7877僅提供SPI，AD7879則有SPI或I2C），并且寄存器圖也不相同，但相對于觸摸屏用戶代碼的內核API完全相同。這樣，對硬件的控制權便又回到硬件架構師手中。

Linux內核中的不同類型設備驅動程序提供不同的抽象層次，傳統上一般將其分為以下三類。

字符設備：處理字節流。串行端口或輸入設備驅動程序（鍵盤、鼠標、觸摸屏、游戲操縱桿等）通常實現字符設備類型。

塊數據設備：單次操作處理512字節或更多的二次冪塊數據。存儲設備驅動程序通常實現此類塊設備。

網絡接口：任何網絡事務都通過接口完成，接口指能夠與其他主機交換數據的設備。

在Linux內核中，各特殊類別都可能有多個獨立的設備核心層，以幫助開發人員實現提供標準用途的驅動程序，如視頻、音頻、網絡、輸入設備或背光處理等。通常，每個子系統在Linux內核源代碼樹中都有其自己的目錄。這種“設備驅動程序核心方法”消除了特定類別所有設備驅動程序的公共代碼，為上層構建了一個標準接口。每類設備或總線設備核心驅動程序通常會將一個函數集導出至其子類。驅動程序利用這種核心驅動程序注冊，并使用核心驅動程序所導出的API，而不是注冊其自己的字符/塊/網絡驅動程序。這通常包括支持和處理多個實例以及在層間分配數據的方式。絕大部分系統無意了解設備如何連接，但需要知道何種設備可用。Linux設備模型也包括一種將設備指派給特定類別的機制，如input（輸入）、RTC（實時時鐘）、net（網絡）或GPIO（通用輸入/輸出）等。這些類名在更高的功能層次描述設備，使之能在用戶空間中被發現。

特定硬件可能有多個設備驅動程序子系統與之相關。多功能芯片，例如帶I/O擴展器的背光驅動器ADP5520，會同時利用Linux背光、LED、GPIO和輸入子系統來實現其鍵盤功能。

如前文所述，用戶應用程序不能直接與硬件通信，因為那將要求擁有對處理器的管理員權限，例如執行特殊指令或處理中斷。使用特定硬件設備的應用程序通常在通過/dev目錄中的節點暴露的內核驅動程序上工作。

設備節點稱為偽文件，因為它們看起來像文件；應用程序也可以打開或關閉它們（open()或close()），但在讀取或寫入這些文件時，數據來自或傳遞至設備節點相關的驅動程序。這個抽象層次由Linux內核中的虛擬文件系統(VFS)處理。除了read()、write()或poll()外，用戶應用程序也可以利用ioctl()（輸入/輸出控制）與設備交互。

除設備節點外，應用程序也可以利用/sys目錄中的文件條目；這是一個sysfs虛擬文件系統，可將有關設備和驅動程序的信息，包括父子關系或與特定類、總線的關聯，從內核設備模型導出至用戶空間。/sys也頻繁用于設備配置，特別是當相關驅動程序以一個設備驅動程序核心注冊時，此時它只將其標準功能集導出給用戶。

設備驅動程序可以注冊/sys“鉤子”或“條目”；讀取或寫入鉤子或條目時，將執行設備驅動程序專門注冊的回調函數。這些回調函數（在管理員模式下運行）可以接受參數、發起總線傳輸、調用某種處理、修改特定設備變量，并將整數值或字符串返回給用戶。這就為實現其他功能創造了條件；例如，用戶空間可以使用觸摸屏數字化儀AD7877的溫度傳感器或輔助ADC。

設備驅動程序既可以靜態地構建于內核中，也可以在以后作為可加載模塊動態安裝。Linux內核模塊(LKM)是動態組件，可以在運行時插入和移除。這對于驅動程序開發人員特別有用，因為更快的編譯速度可以節省時間，而且測試模塊不必重啟系統。讓硬件驅動程序駐留在可以隨時載入內核的模塊中，便可以在特定硬件不用時節約RAM。

加載模塊時，也可以賦予其配置參數。對于構建于內核中的模塊，參數在內核啟動時傳送給該模塊。例如：

root:~> insmod ./sample_module.ko argument=1

root:~> lsmod

Module Size Used by

sample_module 1396 0 - Live 0x00653000

root:~> rmmod sample_module