모놀리식 시스템(monolithic system)은 전체가 하나의 덩어리로 통합된 시스템을 의미한다. 이 용어는 '모놀리스(monolith)'에서 파생되었으며, 주로 컴퓨터 소프트웨어와 하드웨어의 맥락에서 사용된다. 모놀리스는 하나의 큰 암석 덩어리를 가리키는 말로, 구성 요소들이 따로 분리되지 않고 하나로 균일하게 통합되어 있다는 의미를 내포한다.
응용 소프트웨어 영역에서 모놀리식 시스템은 모놀리식 아키텍처(Monolithic Architecture)를 가리킨다. 이는 데이터 입력과 출력, 데이터 처리, 오류 처리, 사용자 인터페이스 등 기능적으로 구별 가능한 측면들이 구조적으로 분리되지 않고 모두 서로 얽혀 있는 소프트웨어 설계 방식이다. 하나의 코드베이스(codebase)에 여러 비즈니스 기능이 통합되어 단일 실행 파일이나 디렉터리로 운영된다. 전통적인 소프트웨어 개발 모델로서 수십 년간 소프트웨어 개발 분야를 지배해 왔으며, 대표적인 반대 개념으로 마이크로서비스 아키텍처(MSA)가 거론된다.
모놀리식 아키텍처의 주요 구성 요소로는 클라이언트 측 사용자 인터페이스(UI), 데이터베이스(주로 관계형 데이터베이스 관리 시스템, RDBMS), 서버 측 애플리케이션이 포함된다. 모든 기능이 하나의 애플리케이션 안에서 동작하므로 개발과 배포가 간편하고, 디버깅이 비교적 용이하며, 폐쇄형 시스템으로 인해 보안 측면에서 이점이 있다. 반면, 시스템이 커질수록 코드 간 결합도가 높아져 새로운 기술 통합이 어렵고, 단일 기능 변경에도 전체 시스템을 재구축해야 하는 확장성의 한계가 단점으로 지적된다.
하드웨어 영역에서 모놀리식 시스템은 멀티 코어 프로세서와 같은 전자 하드웨어 시스템이 단일 집적 회로(IC)에 모든 부품이 통합된 경우를 가리킨다. 구조적으로는 각 코어가 별도의 구성 요소를 형성할 수 있으나, 하나의 다이(die) 위에 구현된다는 점에서 모놀리식이라고 칭한다.
시스템 소프트웨어 영역에서는 모놀리식 커널(monolithic kernel)이라는 개념이 존재한다. 이는 운영체제(OS)의 모든 구성 요소가 커널 공간(kernel space)에서 동작하는 운영체제 아키텍처이다. 마이크로커널(microkernel)이 커널의 일부 기능을 사용자 공간으로 분리하는 것과 대비된다.