Basicamente você precisa do [.Net Core][1] que é a nova implementação do .Net. Ele funciona nos três principais sistemas operacionais desktop.

Para os sistemas operacionais de dispositivos móveis pode usar o [Xamarin][2]. Funciona nas 3 principais plataformas.

Tanto o .Net Core quanto o Xamarin são completamente suportados pela Microsoft. E compatíveis na sua essência. Se fizer o básico, o que fizer com um rodará no outro.

Também tem o [Mono][3] que funciona no desktop mas hoje tem pouco motivo para usá-lo, você precisa ter uma necessidade específica para compensar sua adoção. Em dispositivos móveis ele até funciona mas de forma tão limitada e com esforço adicional que duvido que exista um caso que compense seu uso. Ele tende a ficar em segundo plano com a adoção do .Net Core.

Não há como criar aplicações 100% *cross platform*. Sempre terá que usar bibliotecas específicas, terá que escrever códigos pensando nas diferenças dos sistemas operacionais.

Java vende essa ideia de que você faz um código e roda em qualquer lugar. Mas não te conta que é preciso esforço seu e que em alguns casos fica ruim em todos os sistemas operacionais.

Os detalhes específicos do que precisa fazer para garantir que roda bem em todas plataformas é melhor perguntar de forma específica quando for tendo problemas.


  [1]: http://pt.stackoverflow.com/q/40671/101
  [2]: https://www.xamarin.com/
  [3]: http://www.mono-project.com/