Trên các hệ thống sử dụng X Window System (thường là các hệ thống tương tự Unix như Linux, BSD, và các phân phối UNIX chính thức), môi trường desktop là năng động hơn và tùy biến để đáp ứng nhu cầu người dùng. Trong bối cảnh này, một môi trường desktop thông thường bao gồm một số thành phần riêng biệt, trong đó có một trình quản lý của sổ (như Mutter hoặc KWin), một trình quản lý file (như Files hay Dolphin), một tập hợp các giao diện đồ họa, cùng với các bộ công cụ (như GTK + và Qt) và thư viện để quản lý các desktop. Tất cả các mô-đun riêng lẻ có thể được trao đổi và cấu hình độc lập cho phù hợp với người sử dụng, nhưng hầu hết các môi trường desktop cung cấp một cấu hình mặc định mà làm việc với các thiết lập người dùng tối thiểu.

Một vài trình quản lý của sổ như IceWM, Fluxbox, Openbox, ROX Desktop và Window Maker chứa các yếu tố môi trường desktop tương đối thưa thớt, chẳng hạn như một trình quản lý tập tin tích hợp không gian, trong khi những chương trình khác như evilwm và wmii không cung cấp các yếu tố như vậy. Không phải tất cả các mã chương trình mà là một phần của một môi trường desktop có tác dụng mà có thể nhìn thấy trực tiếp cho người sử dụng. KDE, ví dụ, cung cấp một lời gọi đến KIO khách cung cấp cho người dùng truy cập vào một loạt các thiết bị ảo. Các I / O khách không có sẵn bên ngoài môi trường KDE.

Ban đầu, CDE là có sẵn như là một giải pháp độc quyền, nhưng chưa bao giờ phổ biến trên các hệ thống Linux do hạn chế chi phí và cấp giấy phép.[cần dẫn nguồn] Năm 1996 KDE được công bố, sau đó, năm 1997 GNOME được công bố. Xfce là một dự án nhỏ được thành lập năm 1996,[7] và tập trung vào hiệu năng và mô đun, giống với LXDE được bắt đầu vào năm 2006. Một so sánh của các môi trường desktop X Window thể hiện sự khác biệt giữa các môi trường. GNOME và KDE thường được xem như là giải pháp ưu thế, và những vẫn thường được cài đặt mặc định trên hệ thống Linux. Mỗi trong số chúng cung cấp:

• Với các lập trình viên, một tập các API chuẩn, một môi trường lập trình, và hướng dẫn giao diện con người.
• Với các dịch giả, một cơ sở hạ tầng hợp tác. KDE và GNOME có sẵn trong nhiều ngôn ngữ.[8][9]
• Với các nghệ sĩ, một không gian làm việc để chia sẻ tài năng của mình.[10][11]
• Với các chuyên gia công thái học, cơ hội để giúp đơn giản hóa môi trường làm việc.[12][13][14]
• Cho các ứng dụng phát triển của bên thứ ba, một môi trường tham chiếu cho hội nhập. OpenOffice.org là một trong những ứng dụng như vậy.[15][16]
• Cho người dùng, một môi trường desktop đầy đủ và một bộ các ứng dụng cần thiết. Chúng bao gồm một trình quản lý tập tin, trình duyệt web, nghe nhạc đa phương tiện, ứng dụng email, sổ địa chỉ, trình đọc PDF, quản lý ảnh, và ứng dụng tùy chỉnh hệ thống.

Trong đầu thập niên 2000, KDE đạt đến sự trưởng thành cùng với GNOME.[cần dẫn nguồn] Các dự án Appeal[17] và ToPaZ[18] tập trung vào việc mang lại những tiến bộ mới trong phiên bản tiếp theo của cả KDE và GNOME tương ứng. Mặc dù phấn đấu cho mục tiêu tương tự, GNOME và KDE làm khác nhau trong cách tiếp cận của họ cho công thái người dùng. KDE khích lệ ứng dụng để tích hợp và tương thích, tùy biến cao, và có nhiều tính năng phức tạp, tất cả trong khi cố gắng để thiết lập mặc định hợp lý. GNOME mặt khác là quy tắc hơn, và tập trung vào các chi tiết tốt hơn các nhiệm vụ cần thiết và đơn giản hóa tổng thể. Do đó, mỗi bên thu hút người sử dụng và cộng đồng phát triển khác nhau. Về mặt kỹ thuật, có rất nhiều các công nghệ chung cho tất cả các môi trường desktop tương tự Unix, rõ ràng là hầu hết các hệ thống X Window. Theo đó, các dự án freedesktop.org được thành lập như một khu vực hợp tác chính thức với mục tiêu là để giảm trùng lặp.

Trong khi GNOME và KDE tập trung vào các máy tính hiệu suất cao, người sử dụng máy tính yếu hơn hoặc lớn tuổi thường thích môi trường desktop thay thế đặc biệt tạo ra cho hệ thống hiệu suất thấp. Các môi trường desktop nhẹ phố biến nhất gồm LXDE và Xfce; chúng cùng dùng GTK+, giống với GNOME. Môi trường desktop MATE, một phân nhánh từ GNOME 2, được so sánh với Xfce trong việc sử dụng bộ nhớ RAM và bộ xử lý chu kỳ, nhưng thường được coi là nhiều hơn như một thay thế cho các môi trường desktop nhẹ khác.

Trong một khoảng thời gian, GNOME và KDE là môi trường desktop phổ biến nhất trên Linux; sau đó một số môi trường desktop khác bắt đầu phổ biến. Tháng 4/2011, GNOME giới thiệu giao diện mới với phiên bản 3 của nó, trong khi bản phân phối phổ biến nhất Ubuntu giới thiệu môi trường desktop mới của riêng họ  Unity. một số người dùng ưa thích giao diện truyền thống của GNOME 2 hơn, dẫn đến việc tạo ra MATE một phân nhánh của GNOME 2.[19]