iPhone 採用定制版 Mac OS X，初版 1.0.2，透過固件更新修錯加功能。以下彙整 iOS 4 系列主要版本更新重點：
iOS 4.2 (8C148) —— 支援 iPhone 4/3GS/3G、iPod touch 2/3/4、iPad
iPhone/iPod touch 新增：
- AirPrint：無線列印郵件/照片/網頁至相容印表機
- AirPlay：影音無線串流至 Apple TV/相容喇叭/AirPort Express
- FaceTime 改良：語音控制撥號、簡訊撥號、藍牙配件支援
- Safari 網頁搜尋文字、備忘錄新字體、簡訊/彩信自訂鈴聲
- 更多家長控制：帳號設定、App 刪除、Game Center 好友、定位設定
- 匯入 .ics 行事曆、混合輸入羅馬拼音+簡體中文
- 錯誤修正：iPod touch 4 錄音缺陷、車載 USB 音訊播放改善
iPad 專屬 (100+ 新功能)：
- 多任務處理：快速切換、背景音訊/VoIP/定位/推播/任務完成
- 資料夾歸類 App、統一收件箱、郵件主題串、郵件編輯/刪除/附件大小選擇
- Game Center 社交遊戲、AirPrint/AirPlay、Safari 搜尋建議、iTunes 租借電視節目
- 建立/編輯播放清單、贈送 App、CalDAV 行事曆、MobileMe 共享
- 位置隱私強化（狀態列圖示、單獨 App 授權、24 小時存取紀錄）
- 家長控制擴充、新語言/字典/鍵盤、IMAP 備忘錄同步、自動拼字檢查
- 側邊靜音鍵關閉背景音、藍牙 AVRCP、持續 Wi-Fi 推播、盲文顯示器支援
- 企業級：MDM、無線分發、Exchange 2010、多 ActiveSync、Juniper/Cisco VPN
- 1500+ 新開發者 API
iOS 4.1 (8B117) —— 支援 iPhone 4/3GS/3G、iPod touch 2/3/4
- Game Center 登場、iPhone 4 HDR 拍照、iTunes 租借電視劇、iPhone 4 上傳 720p 至 YouTube/MobileMe
- 修正：近接感測器故障、iPhone 3G 效能低落、藍牙連線問題
iOS 4.0.1
iPhone OS 3.0 里程碑功能
- MMS 多媒體簡訊、剪貼/複製/貼上、Spotlight 全機搜尋
- Mail/行事曆/iPod 搜尋、3G 網路共享 (Tethering)、橫向鍵盤
- CalDAV/.ics 行事曆、強化股票 App、A2DP 藍牙立體聲
- Safari 記憶帳密、搖一搖 Shuffle、Wi-Fi 自動登入、反網釣
- 擴充家長控制 (含電影/TV/App)、語音備忘錄、檔案傳輸
- 新 API：P2P 藍牙、遠端瀏覽媒體庫、周邊控制 (如血糖機)、Maps 開放、GPS 導航
- 推播通知、VoIP 背景通話、錄音 API
各版本針對不同硬體支援度不同，新功能多向新機型傾斜。