Το λειτουργικό σύστημα του tv box είναι το λογισμικό που χρησιμοποιείται για τον χειρισμό του. Η συντριπτική πλειονότητα χρησιμοποιεί Android, όπως και τα περισσότερα κινητά τηλέφωνα.
Android: Προσφέρει πρόσβαση στο Google Play Store, για πληθώρα χρήσης εφαρμογών όπως για παράδειγμα YouTube, Netflix, Spotify, κλπ.
Linux: Χρησιμοποιείται κυρίως σε custom firmware, TV Boxes προσανατολισμένα στο Kodi ή συσκευές streaming που δεν χρειάζονται πλήρη λειτουργικότητα Android. Συνήθως έχει λιγότερες διαθέσιμες εφαρμογές αλλά προσφέρει υψηλή απόδοση και ασφάλεια.
tvOS (Apple): Παρέχει ομαλή εμπειρία χρήσης, πλήρη ενσωμάτωση με τις υπηρεσίες της Apple (AirPlay, Apple Arcade, Siri) και ασφαλές, κλειστό οικοσύστημα. Υποστηρίζει μόνο εφαρμογές εγκεκριμένες στο App Store, εξασφαλίζοντας σταθερότητα και ασφάλεια.
Η μνήμη RAM επιτρέπει στo TV Box να έχει περισσότερες εφαρμογές ανοιχτές παράλληλα, ώστε να είναι άμεσα διαθέσιμες και να δίνει την αίσθηση της ομαλής λειτουργίας στα μενού.
Τουλάχιστον 2GB: Προσφέρει βασική απόδοση. Κατάλληλο για ελαφρύ streaming (Netflix, YouTube, IPTV) και απλές εφαρμογές. Μπορεί να δυσκολευτεί με πολλές εφαρμογές ταυτόχρονα, gaming ή βαριές εφαρμογές.
Τουλάχιστον 3GB: Ισορροπημένη απόδοση. Προσφέρει πιο ομαλή πλοήγηση, καλύτερο multitasking και βελτιωμένη απόδοση σε εφαρμογές όπως Kodi, streaming υπηρεσίες και απλά παιχνίδια.
Τουλάχιστον 4GB: Υψηλή απόδοση. Ιδανικό για απαιτητικές εφαρμογές, gaming και 4K streaming. Προσφέρει καλύτερο multitasking, πιο ομαλή εμπειρία σε προηγμένες ρυθμίσεις.
Alexa: Σχεδιασμένες για χρήστες που ενδιαφέρονται για το gaming. Διαθέτουν ισχυρούς επεξεργαστές, αυξημένη μνήμη RAM και προηγμένες δυνατότητες γραφικών, επιτρέποντας την ομαλή αναπαραγωγή παιχνιδιών.