Tavaliselt viitab süsteemi virtualiseerimine ühele kahest asjast; arvutisüsteemide virtualiseerimine või operatsioonisüsteemi virtualiseerimine. Arvuti virtualiseerimine keskendub tarkvara kasutamisele virtuaalse arvutisüsteemi loomiseks. Operatsioonisüsteemi virtualiseerimine on operatsioonikeskkonna virtuaalsete eksemplaride loomine. Need eksemplarid töötavad sageli teiste süsteemide peal või eksporditakse virtuaalsesse arvutisüsteemi. Mõlemal juhul keskendub tehnoloogia riistvaralist arvutisüsteemi emuleeriva tarkvara loomisele.
Virtualiseerimistehnoloogia on olnud kasutusel alates 60ndatest. Algusaegadel kasutasid arvutid tarkvara masinate toimingute jäljendamiseks ja madala tasemega ressursside (nt mälu) loomiseks. Neid varaseid virtuaalprogramme takistas selle ajastu arvutite suhteliselt väike võimsus. Alles 90ndate lõpus hakkasid virtuaalsed süsteemid tõeliselt hoo sisse saama. Arvutusvõimsuse kasv, juurdepääs kiirele andmeedastusele ja mitmetuumaliste protsessorite laialdane kasutamine võimaldasid süsteemi täielikul virtualiseerimisel reaalsuseks saada.
Virtuaalne arvutisüsteem võib olla mis tahes serverist lauaarvuti tööjaamani. Ükskõik millisel kujul töötab arvutisüsteem sarnaselt – üks riistvaraline arvuti käivitab programmi, mis jagab süsteemi tõhusalt mitmeks osaks. Igale osale on installitud või sellega praktiliselt ühendatud täielikult toimiv operatsioonisüsteem. Üldine programm jälgib iga üksikut osa, kuid väljaspool seda töötab iga sektsioon iseseisva masinana.
Mis siis juhtub, sõltub virtualiseeritud masina eesmärgist. Virtuaalserver toimib nagu tavaline server. Teised arvutid ja süsteemid loovad sellega ühenduse, sageli isegi teadmata, et süsteem pole “päris”. Virtuaalne töölauasüsteem loob tavaliselt ühenduse kaugtööjaamaga, mis on spetsiaalselt varustatud virtuaalse tööruumi haldamiseks. Töölauale pääseb juurde igast eelnevalt määratud asukohast, võimaldades töötajal pääseda juurde oma arvutile mitmest kohast.
Operatsioonisüsteemi virtualiseerimine hõlmab virtuaalservereid või lauaarvuteid, mis loovad ühenduse operatsioonisüsteemi ühe versiooniga ja loovad virtuaalse koopia oma virtuaalse programmi peale. Sel juhul istub kasutaja oma jaama ja loob ühenduse virtuaalserveriga, mis omakorda loob ühenduse operatsioonisüsteemi virtuaalse versiooniga ja saadab selle kasutajale. Teine levinud põhjus operatsioonisüsteemi virtualiseerimiseks on hostimiskeskkond. Kui arvuti toimib Interneti-hostina, sisaldab see paljude kasutajate kontosid ühes süsteemis. Kõik need kasutajad vajavad täielikku juurdepääsu operatsioonisüsteemi pakutavatele süsteemidele, kuid mitte teiste kontode ressurssidele – luues süsteemi kui terviku jaoks virtuaalse operatsioonisüsteemi, saavad kontod juurdepääsu sellele, mida nad vajavad, ilma et see kahjustaks teised kontod.