Virtuaalmasin koosneb operatsioonisüsteemist, programmifailidest ja andmefailidest ning selle käitamiseks on vaja virtualiseerimisprogrammi. Iga masin koosneb erinevatest virtuaalmasinafailidest, sealhulgas virtuaalse kõvaketta failist, konfiguratsioonifailist ja peatatud oleku failist. Muud levinud failid hõlmavad logifaile, disketi pildifaile ja spetsiaalseid sisemisi faile, mida mõned virtualiseerimisprogrammid vajavad masina töötamiseks.
Virtuaalse kõvaketta failid on tavaliselt kõigist virtuaalmasina failidest suurimad ja sisaldavad virtuaalmasina operatsioonisüsteemi, programmifaile ja kõiki virtuaalsesse operatsioonisüsteemi salvestatud isikuandmeid. Mõned virtualiseerimisprogrammid salvestavad kõik virtuaalse kõvaketta andmed ühte suurde faili, kuid teised jagavad virtuaalse kõvaketta väiksemateks osadeks, et neid oleks lihtsam salvestada ja varundada. Virtuaalse masina seadistamisel on tal sageli võimalus määrata kõvakettale fikseeritud suurus või lubada sellel teatud piirini laieneda. Kuigi enamikul virtuaalmasinatel on vähemalt üks kõvaketas, võivad need sisaldada täiendavaid draive.
Virtuaalmasina failid hõlmavad ka konfiguratsioonifaile, mida kasutatakse iga virtuaalmasina riistvaraseadete ja valikute määramiseks. Virtualiseerimisprogrammid erinevad kasutatavate konfiguratsioonivalikute poolest, kuid kasutajad saavad üldjuhul valida, kui palju mälu masin kasutab, kui suur on kõvaketas, kui palju protsessoreid või tuumasid kasutatakse ja kuidas virtuaalne masin kasutab füüsilise masina optilist draivi. Muud valikud hõlmavad kaustade jagamist, printimissuvandeid, video- ja helisätteid, võrgusätteid ja universaalse jadasiini (USB) seadme valikuid. Iga valik toetab sageli täiendavaid täpsemaid seadeid, mida kogenud kasutajad saavad rakendada.
Enamik virtualiseerimisprogramme võimaldab kasutajatel ajutiselt peatada virtuaalmasina praeguses olekus, nii et iga virtuaalmasin sisaldab sageli faili, mis sisaldab teavet masina oleku kohta, kui kasutaja selle peatas. Kui kasutaja lülitab masina uuesti sisse, kasutab virtualiseerimisprogramm faili virtuaalse operatsioonisüsteemi keskkonna ja avatud programmide või failide taastamiseks. See fail kirjutatakse üle iga kord, kui virtuaalmasin peatatakse ja taastatakse.
Muud virtuaalmasina failid hõlmavad virtuaalse disketi kujutisi, logifaile ja sisemisi faile, mida virtualiseerimisprogramm kasutab virtuaalmasinate nõuetekohaseks laadimiseks. Kui kasutaja varundab mõnda programmi kasutades masinat, võib protsess luua ka spetsiaalse varukoopiafaili, mis aitab kasutajal virtuaalmasina teise programmi importida. Kuigi enamik virtualiseerimisprogramme sisaldab neid erinevaid faile, on iga failitüübi jaoks kasutatav laiend väga erinev.