Por lo general, la virtualización del sistema se refiere a una de dos cosas; virtualización de sistemas informáticos o virtualización de sistemas operativos. La virtualización informática se centra en el uso de software para crear un sistema informático virtual. La virtualización del sistema operativo consiste en crear instancias virtuales de un entorno operativo. Estas instancias a menudo se ejecutan sobre otros sistemas o se exportan a un sistema informático virtual. En cualquier caso, la tecnología se centra en la creación de software que emule un sistema informático de hardware.
La tecnología de virtualización existe desde los años 60. En los primeros días, las computadoras usaban software para emular las operaciones de la máquina y crear recursos de bajo nivel, como la memoria. Estos primeros programas virtuales se vieron obstaculizados por la potencia relativamente baja de las computadoras de esa época. No fue hasta finales de los 90 que los sistemas virtuales comenzaron a despegar. El aumento de la potencia informática, el acceso a la transferencia de datos de alta velocidad y el uso generalizado de procesadores de varios núcleos permitieron que la virtualización completa del sistema se hiciera realidad.
Un sistema informático virtual puede ser cualquier cosa, desde un servidor hasta una estación de trabajo de escritorio. De cualquier forma, el sistema informático funciona de manera similar: una sola computadora de hardware ejecuta un programa que divide efectivamente el sistema en múltiples partes. Cada parte tiene un sistema operativo completamente funcional instalado o virtualmente conectado a él. El programa general supervisa cada una de las partes individuales, pero fuera de eso, cada sección opera como una máquina independiente.
Lo que sucede entonces depende del propósito de la máquina virtualizada. Un servidor virtual actúa como un servidor normal. Otras computadoras y sistemas se conectan a él, a menudo sin siquiera saber que el sistema no es «real». Un sistema de escritorio virtual normalmente se conectará a una estación de trabajo remota que está especialmente equipada para manejar un espacio de trabajo virtual. Se podrá acceder al escritorio desde cualquier ubicación previamente designada, lo que permitirá a un trabajador acceder a su computadora individual desde múltiples lugares.
La virtualización del sistema operativo implica servidores o escritorios virtuales que se conectan a una única versión de un sistema operativo y crean una copia virtual sobre su programa virtual. En este caso, un usuario se sentaría en su estación y se conectaría a un servidor virtual que a su vez se conectaría a una versión virtual del sistema operativo y se lo enviaría al usuario. La otra razón común para la virtualización del sistema operativo son los entornos de alojamiento. Cuando una computadora actúa como un servidor de Internet, contiene las cuentas de muchos usuarios en un sistema. Cada uno de estos usuarios requiere acceso completo a los sistemas proporcionados por el sistema operativo, pero no a los recursos de las otras cuentas; al crear un sistema operativo virtual para el sistema en su conjunto, las cuentas pueden acceder a lo que necesitan sin afectar la seguridad de las otras cuentas.