Cet ordinateur fonctionne avec un système d'exploitation appelé Human68k, développé conjointement par le constructeur même, à savoir Sharp et Hudson Soft. Human68k fonctionne selon le même principe que MS-DOS, qui se base sur des commandes saisies par l'utilisateur. Les fichiers exécutables se terminent par l'extension .X. Trois versions majeures de ce système d'exploitation ont été lancées.
Le système CPS-1 est un dérivé stand-alone du X68000. D'où les versions quasi pixel perfect de Final Fight et Ghouls'n Ghosts. Quasi, car par exemple dans Final Fight, le X68000 ne peut afficher autant de sprites simultanés que la version CPS1.