實現線程主要有三種方式：使用內核線程實現，使用用戶線程實現和使用用戶線程加輕量級進程混合實現。
使用內核線程實現
內核線程（KLT，Kernel-Level Thread），直接由操作系統內核（Kernel，即內核）支持的線程。由內核來完成線程切換，內核通過操縱調度器（Scheduler）對線程進行調度，並負責將線程的任務映射到各個處理器上。每個內核線程可以視為內核的一個分身，這樣操作系統就有能力同時處理多件事情，支持多線程的內核叫做多線程內核。
程序一般不會去直接使用內核線程，而是去使用內核線程的一種高級接口——輕量級進程（LWP），即通常意義上的線程*。由於每個輕量級進程都由一個內核線程支持，因此只有先支持內核線程，才能有輕量級進程。*輕量級進程與內核線程之間1:1關系稱為一對一的線程模型。
內核線程保證了每個輕量級進程都成為一個獨立的調度單元，即時有一個輕量級進程在系統調用中阻塞了，也不會影響整個進程的繼續工作。
局限：基於內核線程實現，因此各線程操作等需要系統調用，系統調用代價高，需要在用戶態和內核態來回切換，其次，每個輕量級進程都需要一個內核線程的支持，因此輕量級進程要消耗一定的內核資源，如內核線程的棧空間，因此一個系統支持輕量級進程的數量是有限的。
使用用戶線程實現
廣義上，內核線程以外，就是用戶線程。輕量級也算用戶線程，但輕量級進程的實現始終是建立在內核上的，許多操作都要進行系統調度，效率會受到限制。
狹義上，用戶線程指完全建立在用戶空間的線程庫上。這種線程不需要切換內核態，效率非常高且低消耗，也可以支持規模更大的線程數量，部分高性能數據庫中的多線程就是由用戶線程實現的。這種進程與用戶線程之間1：N的關系稱為一對多的線程模型。 
用戶線程優勢在於不需要系統內核支援，劣勢也在於沒有系統內核的支援，所有的線程操作都是需要用戶程序自己處理。阻塞處理等問題的解決十分困難，甚至不可能完成。所以使用用戶線程會非常復雜。
用戶線程加輕量級進程混合實現
內核線程與用戶線程混合使用。可以使用內核提供的線程調度功能及處理器映射，並且用戶線程的系統調用要通過輕量級線程來完成，大大降低整個進程被完全阻塞的風險。用戶線程與輕量級進程比例是N:M。
Java線程的實現
JDK1.2之前，綠色線程——用戶線程。JDK1.2——基於操作系統原生線程模型來實現。Sun JDK,它的Windows版本和Linux版本都使用一對一的線程模型實現，一條Java線程就映射到一條輕量級進程之中。
Solaris同時支持一對一和多對多。