System pamięci wirtualnej to obszar znajdujący się na dysku twardym komputera, który umożliwia działanie programów bez konieczności ładowania ich do pamięci fizycznej. Komputery mają zasadniczo dwa rodzaje systemów pamięci: pamięć o dostępie swobodnym (RAM) i pamięć wirtualną (VM). Gdy nie ma wystarczającej ilości pamięci fizycznej lub pamięci RAM, dostępnej do uruchamiania wszystkich aplikacji, które użytkownik mógł otworzyć w dowolnym momencie, system wykorzystuje pamięć wirtualną, aby nadrobić różnicę.
Jeśli komputer nie miał dostępu do pamięci wirtualnej po wyczerpaniu pamięci RAM, użytkownik otrzymywałby komunikat o błędzie wskazujący, że inne aplikacje będą musiały zostać zamknięte w celu załadowania nowego programu. Proces pamięci wirtualnej działa poprzez wyszukiwanie lokalizacji w pamięci fizycznej, do których nie uzyskano dostępu przez pewien czas. Informacje te są następnie kopiowane do obszaru na dysku twardym. Zwolnione miejsce można teraz wykorzystać do załadowania nowego programu.
Ta funkcja jest jedną z wielu operacji wykonywanych automatycznie przez komputer, która pozostaje niezauważona przez przeciętnego użytkownika. Pamięć wirtualna to nie tylko sposób, w jaki komputer tworzy dodatkową pamięć do korzystania z aplikacji, ale także wykorzystuje dostępne zasoby pamięci systemowej. Jest to tańsze niż kupowanie dodatkowych chipów RAM. Dysk twardy każdego systemu komputerowego ma obszar używany na pamięć wirtualną.
To dodatkowe źródło przechowywania, w którym informacje są przechowywane i pobierane, nazywa się plikiem stronicowania. Obszar, w którym dane są wymieniane między pamięcią fizyczną a systemem pamięci wirtualnej, w blokach o równej wielkości, nazywa się stronami. Pamięć wirtualna to w zasadzie mały plik stronicowania, który znajduje się na dysku twardym. Samo zwiększenie rozmiaru pliku stronicowania może zwiększyć pojemność pamięci systemu pamięci wirtualnej. W przeciwieństwie do tego, jedynym sposobem na stworzenie większej ilości pamięci RAM jest zakup i instalacja chipów o większej pojemności pamięci.
Jedną z wad pamięci wirtualnej jest to, że szybkość przetwarzania odczytu i zapisu jest zauważalnie wolniejsza w porównaniu z pamięcią o dostępie swobodnym. Użytkownicy, którzy w znacznym stopniu polegają na systemie pamięci wirtualnej, aby uruchamiać swoje aplikacje, odczują spadek ogólnej wydajności ich systemu komputerowego. Faktem jest, że dyski twarde nie są zbudowane do obsługi małych bitów informacji. Kluczem do optymalnej wydajności systemu jest posiadanie więcej niż wystarczającej ilości pamięci RAM do obsługi rutynowych zadań przetwarzania programu. Dzięki temu dostęp do VMS będzie wyjątkiem, a nie regułą.