De obicei, virtualizarea sistemului se referă la unul din două lucruri; virtualizarea sistemului informatic sau virtualizarea sistemului de operare. Virtualizarea computerelor se concentrează pe utilizarea software-ului pentru a crea un sistem informatic virtual. Virtualizarea sistemului de operare înseamnă crearea de instanțe virtuale ale unui mediu de operare. Aceste instanțe rulează adesea peste alte sisteme sau se exportă într-un sistem de computer virtual. În ambele cazuri, tehnologia se concentrează pe crearea de software care emulează un sistem computerizat hardware.
Tehnologia de virtualizare există încă din anii 60. În primele zile, computerele foloseau software pentru a emula operațiunile mașinilor și pentru a crea resurse de nivel scăzut, cum ar fi memoria. Aceste programe virtuale timpurii au fost împiedicate de puterea relativ scăzută a computerelor din acea epocă. Abia la sfârșitul anilor 90 sistemele virtuale au început să descopere cu adevărat. Creșterea puterii de calcul, accesul la transferul de date de mare viteză și utilizarea pe scară largă a procesoarelor cu mai multe nuclee au permis ca virtualizarea completă a sistemului să devină o realitate.
Un sistem de computer virtual poate fi orice, de la un server la o stație de lucru desktop. Sub orice formă, sistemul informatic funcționează într-o manieră similară – un singur computer hardware rulează un program care împarte efectiv sistemul în mai multe părți. Fiecare parte are un sistem de operare complet funcțional instalat sau conectat virtual la acesta. Programul general supraveghează fiecare dintre părțile individuale, dar în afara acesteia, fiecare secțiune funcționează ca o mașină independentă.
Ce se întâmplă atunci depinde de scopul mașinii virtualizate. Un server virtual acționează la fel ca un server normal. Alte computere și sisteme se conectează la el, adesea fără să știe că sistemul nu este „real”. Un sistem desktop virtual se va conecta de obicei la o stație de lucru la distanță care este echipată special pentru a gestiona un spațiu de lucru virtual. Desktop-ul va fi accesibil din orice locație pre-desemnată, permițând lucrătorului să-și acceseze computerul individual din mai multe locuri.
Virtualizarea sistemului de operare implică servere virtuale sau desktop-uri care se conectează la o singură versiune a unui sistem de operare și creează o copie virtuală pe deasupra programului lor virtual. În acest caz, un utilizator s-ar așeza la stația sa și s-ar conecta la un server virtual care, la rândul său, s-ar conecta la o versiune virtuală a sistemului de operare și s-ar trimite utilizatorului. Celălalt motiv comun pentru virtualizarea sistemului de operare este în mediile de găzduire. Când un computer acționează ca o gazdă de internet, acesta conține conturile mai multor utilizatori pe un singur sistem. Fiecare dintre acești utilizatori necesită acces deplin la sistemele furnizate de sistemul de operare, dar nu și resursele celorlalte conturi – prin crearea unui sistem de operare virtual pentru sistem în ansamblu, conturile pot accesa ceea ce au nevoie fără a afecta securitatea celelalte conturi.