El núcleo está basado en un núcleo Linux 2.6 que se encarga de la gestión de memoria, procesos y controladores. Cuenta con un conjunto de librerias que proporcionan la mayor parte de las funcionalidades que ofrecen las librerías de Java.
Cada aplicación en Android tiene su propio proceso con su propia instancia de la máquina virtual Dalvik. Esta máquina virtual esta optimizada para utilizar cantidad de memoria mínima, y poder ejecutar simultaneamente varias instancias.
Además cuenta con un conjunto de librerías C/C++ con distintas funcionalidades, gráficos, bases de datos (sqlite), etc.
Cada componente desarrollado puede publicar sus funciones, y estás a su vez ser utilizadas por otros componentes.
La arquitectura del sistema android es la siguiente:

Fuente: Wikipedia
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