三星手机主要使用的操作系统是Android。Android是一个由Google开发的开放源代码操作系统，广泛应用于智能手机和平板电脑等设备。三星作为全球最大的智能手机制造商之一，其产品线中的绝大部分手机都采用了Android系统。此外，三星还推出了自家的用户界面One UI，基于Android系统进行了定制和优化，以提供更好的用户体验。

尽管三星曾推出过基于Windows操作系统的手机，例如三星Omnia，但这类设备相对较少，且市场接受度不高。因此，可以认为Android是三星手机最主要的系统软件。