Firefox OS架构主要由三层组成，分别为Gonk、Gecko、Gaia。引导程序首先引导基于Linux内核的Gonk，它的硬件驱动程序部分与Android系统相同，然后启动init进程（Linux内核启动的第一个用户级进程）和操作系统的其他部分，如系统服务初始化和进程管理器。在这一层里面，Firefox OS与Android或其他Linux内核系统没有什么大的不同。
　　
　　接下来是系统核心的Gecko，并 终作为内核实现其他硬件的功能，如相机、屏幕和GPS。负责通信的是无线接口层(RIL)，RIL通常由智能手机制造商制造，它控制着负责移动通信的调制解调器芯片。该系统的核心是Gecko引擎，它负责执行Web代码编写的应用程序。
　　
　　Gaia用户界面层的模块都基于Web代码。用户可以根据自己的需求，在Gaia层使用基础的HTML和CSS代码进行个性化定制。FirefoxOS的创新是通过Gecko引擎实现了让Web API调用硬件。也就是说，它通过Web代码使用JavaScript来完成智能手机的交互，例如拨号和启用相机。
　　
　　需要说明的是，Mozilla出于坚持开放的Web精神以及本身的优势与劣势，结合当前开源社区的情况特别是Android的快速普及，FirefoxOS的开发一开始是基于Android来启动的，甚至其整个编译打包刷机工具也是直接利用Android系统现有方式来实现的。那Mozilla为什么会选择这样一种做法呢？FirefoxOS采取了类似于Android的硬件抽象层，并且其中很多接口与Android相一致。这样在推广和建立Firefox OS的生态系统时，则可以借助Android平台加速推动与普及。
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