Dane komputerowe są przechowywane na dyskach i nośnikach półprzewodnikowych w celu zapewnienia dostępności przez dni, miesiące lub lata. W małych systemach, takich jak komputer osobisty, znajduje się procesor i jeden lub dwa dyski twarde. Gdy dysk ulegnie awarii lub zabraknie miejsca, należy ręcznie dodać inny dysk, a dane należy umieścić na tym dysku. W dużych systemach mogą istnieć setki dysków i cyfrowych systemów pamięci masowej, a złożoność zarządzania informacjami znacznie wzrasta. Wirtualizacja pamięci masowej to grupowanie urządzeń pamięci masowej w taki sposób, aby bezproblemowo wyglądało na jedno duże urządzenie pamięci masowej.
W prostym systemie za każdym razem, gdy program potrzebuje dostępu do pliku, wysyła żądanie do systemu operacyjnego. System operacyjny mapuje to do określonej lokalizacji na dysku. Jeśli dysk ma, powiedzmy, 10 gigabajtów pojemności, to nie może obsłużyć danych przekraczających ten rozmiar. Dzięki wirtualizacji pamięci masowej żądanie miejsca większego niż rozmiar dysku jest automatycznie kierowane w tle na inny dysk.
Wirtualizacja pamięci masowej może być obsługiwana przez sprzęt lub oprogramowanie, albo przez kombinację tych dwóch. Ma szereg zalet. Dane mogą być przenoszone z jednego urządzenia na inne w tle, podczas gdy system wysyła żądania, a żądanie jest automatycznie kierowane do nowej lokalizacji. Gdy trzeba dodać lub usunąć urządzenie pamięci masowej, można to zrobić bez wyłączania systemu. Zwiększa to dostępność systemu dla użytkowników końcowych.
Dzięki wirtualizacji pamięci masowej można inteligentnie zarządzać informacjami; na przykład dane, do których uzyskuje się dostęp rzadziej, można przenieść na wolniejsze urządzenie. Można by poprawić wykorzystanie przestrzeni magazynowej. Każde urządzenie pamięci masowej samo w sobie może mieć niewykorzystane miejsce, ale to niewykorzystane miejsce może być zbyt małe, aby można je było wykorzystać dla pojedynczego pliku, który system operacyjny chce umieścić. Dzięki wirtualizacji pamięci masowej niewykorzystane miejsce na wielu urządzeniach jest automatycznie „kumulowane”, ponieważ części pliku można przechowywać na osobnych urządzeniach.
Fizyczna grupa urządzeń pamięci masowej jest postrzegana jako jedno urządzenie z punktu widzenia systemu operacyjnego. W rezultacie system operacyjny nie musi śledzić wielu urządzeń i sposobu uzyskiwania do nich dostępu. W związku z tym urządzenia pamięci masowej wielu producentów mogą być bezproblemowo używane, pod warunkiem, że obsługują wirtualizację pamięci masowej. W celu ochrony przed utratą danych dane są często replikowane. Taka replikacja jest również sprawnie obsługiwana.
Wirtualizacja pamięci masowej zapewnia zatem systemowi pamięć, jakiej potrzebuje, bez ugrzęźnięcia w ograniczeniach poszczególnych urządzeń. Oczywiście teraz znaczna ilość informacji została zwirtualizowana. Bardzo ważne jest, aby te informacje były przechowywane w sposób odporny na awarie, zwykle poprzez przechowywanie ich w wielu lokalizacjach.