1930-40 के दशकों में कम्प्यूटर के शुरुआती वर्षों में, कम्प्यूटर्स कभी-कभी किसी एक कार्य को करने के प्रति समर्पित होते थे, परन्तु आज के एम्बेडेड कम्प्यूटर्स द्वारा किये जाने वाले अधिकांश प्रकार के कार्यों को कर पाने के लिए वे अत्यधिक बड़े और महंगे थे। हालांकि, प्रोग्रामेबल नियंत्रकों की अवधारणा समय के साथ पारंपरिक विद्युत्-यांत्रिकीय अनुक्रमकों से शुरू होकर, ठोस अवस्था वाले उपकरणों से होती हुई, कम्प्यूटर प्रौद्योगिकी तक विकसित हुई।

चार्ल्स स्टार्क ड्रेपर (Charles Stark Draper) द्वारा MIT इंस्ट्रूमेंटेशन लैबोरेटरी में विकसित किया गया अपोलो गाइडेंस कम्प्यूटर शुरूआती उल्लेखनीय आधुनिक एम्बेडेड सिस्टम्स में से एक था। इस परियोजना के प्रारम्भ में, अपोलो गाइडेंस कम्प्यूटर को अपोलो परियोजना की सबसे जोखिमपूर्ण वस्तु माना गया था क्योंकि आकार तथा वजन को कम करने के लिए इसमें मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट का प्रयोग किया गया था, जो उस समय नई-नई विकसित हुई थी। बड़े पैमाने पर उत्पादित शुरूआती एम्बेडेड सिस्टम, मिनटमैन (Minuteman) मिसाइल के लिए 1961 में जारी किया गया ऑटोनेटिक्स D-17 (Autonetics D-17) गाइडेंस कम्प्यूटर था। यह ट्रांज़िस्टर तर्क से बनाया गया था और इसमें मेन मेमोरी के लिए एक हार्ड-डिस्क थी। 1966 में जब मिनटमैन II का उत्पादन शुरू हुआ, तो D-17 के स्थान पर एक नए कम्प्यूटर का प्रयोग किया जाने लगा, जिसमें पहली बार बड़े पैमाने पर इंटीग्रेटेड सर्किट का प्रयोग किया गया था। इस अकेले कार्यक्रम ने ही क्वैड नैण्ड गेट ICs की कीमत $1000/प्रति IC से घटाकर $3/प्रति IC कर दी, जिससे वाणिज्यिक उत्पादों में उनका प्रयोग कर पाना संभव हो गया।

1960 के दशक के प्रारम्भिक अनुप्रयोगों के बाद से, एम्बेडेड सिस्टम की कीमत में कमी आई है और प्रोसेसिंग शक्ति और कार्यात्मकता में एक नाटकीय वृद्धि हुई है। उदाहरण के लिए, पहले माइक्रोप्रोसेसर, इंटेल 4004 (Intel 4004), की रचना कैल्क्यूलेटर तथा अन्य छोटे तंत्रों के लिए की गई थी, लेकिन फिर भी इसमें अनेक बाह्य मेमोरी और समर्थन चिप्स की आवश्यकता थी। सन् 1978 में, नैशनल इंजीनियरिंग मैनुफैक्चरर्स एसोसियेशन ने प्रोग्रामेबल माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए एक "मानक" जारी किया, जिसमें एकल बोर्ड वाले कम्प्यूटर्स, अंकीय तथा घटना-आधारित कम्प्यूटर्स सहित लगभग किसी भी कम्प्यूटर पर आधारित कंट्रोलर्स शामिल थे।

माइक्रोप्रोसेसर्स और माइक्रोकंट्रोलर्स की लागत कम हो जाने के कारण घुंडी-आधारित (Knob-based) महंगे एनालॉग घटकों, जैसे पोटेंशियोमीटर्स और वेरिएबल कैपेसिटर्स के स्थान पर माइक्रोप्रोसेसर द्वारा पढ़ी जाने वाली अप/डाउन बटनों या घुंडियों का कुछ उपभोक्ता उत्पादों में भी प्रयोग कर पाना साध्य हो गया। 1980 के दशक के मध्य तक, पूर्ववर्ती अधिकांश सामान्य बाहरी सिस्टम घटकों को प्रोसेसर की चिप में ही एकीकृत कर दिया गया था और माइक्रोकंट्रोलर्स के इस आधुनिक रूप ने और अधिक व्यापक प्रयोग की अनुमति दी, जो दशक के अंत तक लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों के लिए अपवाद न रह कर मानक बन गए थे।

जिन अनुप्रयोगों के लिए एम्बेडेड सिस्टम्स का प्रयोग किया जाता है, माइक्रोकंट्रोलर्स के एकीकरण ने आगे उन क्षेत्रों में और वृद्धि की, जिनमें पारंपरिक रूप से एक कम्प्यूटर का प्रयोग करने का विचार न किया गया होता। एक सामान्य-उद्देश्य और अपेक्षाकृत कम लागत वाले माइक्रोकंट्रोलर को अक्सर अनेक पृथक घटकों द्वारा किये जाने वाले कार्य को करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। हालांकि इस सन्दर्भ में एम्बेडेड सिस्टम एक पारंपरिक समाधान की तुलना में अधिक जटिल होता है, जिसमें से अधिकांश जटिलता स्वत: माइक्रोकंट्रोलर में ही समाहित होती है। बहुत कम अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता होगी और अधिकांश डिजाइन प्रयास सॉफ्टवेयर में शामिल होते हैं। सॉफ्टवेयर के अमूर्त स्वरूप के कारण इसका प्रोटोटाइप बनाना और नए दोहरावों का परिक्षण करना, एम्बेडेड प्रोसेसर का प्रयोग न करने वाली नई सर्किट की रचना और निर्माण करने की तुलना में बहुत अधिक सरल हो जाता है।


इतिहास
माइक्रोकर्नल तथा एक्सोकर्नल
यूज़र इंटरफ़ेस
सरल नियंत्रण लूप