גוגל הכריזה על העבודה על מערכת ההפעלה כרום ביולי 2009[5]. המערכת מבוססת עללינוקס אולם מיועדת בעיקרה להרצת יישומים בדפדפן האינטרנט של החברהגוגל כרום. המערכת פותחה בסיוע חברתאינטל, ומחשבים עם מערכת ההפעלה משתמשים במעבדים שלה (בהמשך המערכת הפכה זמינה גם על מעבדיARM)[6].
החברה הציגה הדגמה של גרסה מוקדמת בנובמבר 2009[7]. המערכת נחשפה לראשונה לציבור בדצמבר2010[8], מאפייניה העיקריים של מערכת ההפעלה כרום הם זמןאתחול קצר והסתמכות על חיבור לאינטרנט לטובת ניצול כלימחשוב בענן[9].
באפריל2012 הוציאה גוגל עדכון משמעותי למערכת ההפעלה שמוסיףשולחן עבודה, בצורה הדומה לזו הנהוגה בשאר מערכות ההפעלה הנפוצות[11].
בינואר2013, הציעה גוגל פרס של יותר משלושה מיליון דולרים להאקרים שיפרצו למערכת ההפעלה, במסגרת תחרות להאקרים בוועידת אבטחה, במטרה להוכיח שהיא מערכת בטוחה יותר מ־Microsoft Windows[12].
במאי2014 הושקו במקביל 20 דגמיכרומבוק מחמישה יצרנים שונים[13].
בדצמבר 2014 עקפו מחשבי כרומבוק את מכשירי האייפד שלאפל לראשונה, והפכו למכשיר הפופולרי ביותר בתחום החינוך בארצות הברית[14].
במרץ2015 החלה גוגל לשווק מחשבי כרום בישראל, תחילה לא ניתן היה למצוא את המחשבים בחנויות, והם שווקו במגזר החינוכי ודרך משווקים למגזר העסקי[15]. באותו חודש גם הושק ה-Chromebitדונגל שמייצרתאסוס, המריץ את מערכת ההפעלה לטלוויזיה או למסך אחר באמצעות כניסת ה-HDMI ואפשר להפעיל אותו כמחשב[16].
ברבעון הראשון של2016, עקפו מכירות מחשבי כרום OS את מכירות מחשבי אפל בארצות הברית[17].
בשנת2021 לראשונה מחשבי כרומבוק נמכרו יותר ממחשבי אפל לאורך שנה שלמה ברחבי העולם[20].
בפברואר2022 הכריזה גוגל על גרסה חדשה של כרום OS בשם "פלקס" ("Flex") שניתן להתקינה בחינם על כל מחשב אישי או מחשב מק. עד אז הייתה המערכת זמינה רק עבור מחשבים ייעודיים דוגמתכרומבוקים[4].
ChromeOS היא מערכת הפעלה שמבוססת עלג'נטו לינוקס ומיועדת בעיקר לגלישה באינטרנט ולהפעלת אפליקציות מהרשת. מערכת ההפעלה מיועדת להשתמש ולהסתמך עלמחשוב בענן - קרי, שימוש במשאבי עיבוד דרך חיבור לאינטרנט. במקום להתקין תוכנות הדורשות נפח רב וכושר עיבוד מהמחשב המשתמשים יכולים להסתפק בדפדפן אינטרנט המאפשר להם לגשת לאתר אשר מפעיל התוכנה על שרת משלו. כתוצאה חבילת התוכנה הדרושה למחשב קטנה בהרבה מהנפוץ והמחשב יכול להיות בעל כוח עיבוד חלש יותר, ועדיין לשמש את בעליו. מנגד, משמעות הדבר היא תלות בחיבור לאינטרנט.
בדפדפן, כל לשונית - הנקראת Tab - מחזיקה באפליקציה או בדף אינטרנט שונה. מסך הכניסה למערכת מאוד פשוט ומבקש שם משתמש וסיסמה של חשבון הגוגל של המשתמש (בשונה ממערכות הפעלה אחרות, שבהם המשתמש בוחר בעצמו אם צריך להכניס סיסמה). העיצוב מתוכנן להיות פשוט וקל לשימוש[21].
ממשק מערכת ההפעלה יעבוד בשאיפה להשתמש בכמה שפחות מקום מסך, ולעשות את כל המגע בין המשתמש למחשב כמה שיותר פשוט. הרבה מן האפליקציות יפתחו בחלונות קטנים הנקראים "פאנלים" ויעבדו ברקע של הדפדפן[22].
Chrome OS מבוססת על מערכת ההפעלה החופשיתChromium OS שגוגל מפתחת. אולם Chrome OS עצמה (לדוגמה: המערכת המופצת עם אותם מחשבינטבוק) אינה חופשית (בדומה לדפדפןגוגל כרום שמבוסס על הדפדפן החופשיכרומיום).
עיקרה של Chrome OS זמין כתוכנה חופשית בשםChromium OS. הוא מפותח באוסף מאגריגיט[23]. מכיוון שהיא לא מותאמת לחומרה המסוימת, זמני העלייה המהירים לא מובטחים בה. כמו כן לא מובטחת בה האבטחה מפני עליה ממדיה לא מורשית[24].
במקביל מפתחת גוגל מערכת הפעלה נוספתפוקסיה (באנגלית:Fuchsia) המיועדת לעבוד הן על טלפונים ניידים והן על מחשבים אישיים וגם על שעונים חכמים[25].