Infrastruktuuri virtualiseerimine keskendub tarkvara ja olemasoleva riistvara kasutamisele muu tarkvara või riistvara jäljendamiseks. Virtualiseerimine tekkis tänapäevaste arvutitega, kuid sai tõelise hoo 21. sajandi alguses serverite täielike virtualiseerimisvõimalustega. Peaaegu iga riist- või tarkvaraosa on võimalik virtualiseerida, muutes selle tehnoloogia ulatuse väga laiaks. Mõned levinumad infrastruktuuri virtualiseerimise rakendused on operatsioonisüsteemi emuleerimine, virtuaalsed töölauad ja virtuaalserverid.
Tehnoloogia, millest lõpuks sai infrastruktuuri virtualiseerimine, sai alguse 1960. aastate keskel. Alguses oli virtualiseerimisel kaks peamist eesmärki: “virtuaalmälu” süsteemi ja “masinaemulaatori” loomine, mis oleks võimeline käivitama teistele arvutiplatvormidele mõeldud tarkvara. Kuigi mitmed ettevõtted saavutasid need eesmärgid, olid tulemused erinevad ja virtualiseerimisuuringud jätkusid.
Uurimistöö keskmistel aastatel oli oma tõusud ja mõõnad. Tõelised virtuaalmasinad hakati välja töötama 1970. aastate keskel. Need olid programmid, mis matkisid terveid arvuteid nii täpselt, et nende kaudu oli võimalik tarkvara käivitada. Nendel varastel virtuaalmasinatel oli harva piisavalt jõudu mis tahes tegeliku suuruse või keerukusega rakenduste käivitamiseks, kuid tehnoloogial oli piisavalt potentsiaali, et mitmed ettevõtted tegelesid uurimistööga. Infrastruktuuri virtualiseerimisuuringud 1980. ja 1990. aastatel tõid kaasa mitmeid täiustusi, kuid väheseid läbimurdeid.
2003. aastal anti välja esimene avatud lähtekoodiga hüperviisor. See programm võimaldas jälgida mitut ühes masinas samaaegselt töötavat operatsioonisüsteemi. Kuigi virtuaalmasina monitorid olid eksisteerinud alates 1980. aastate keskpaigast, oli see programm tasuta, kõikehõlmav ja võimas. Selle tarkvara ja mitmetuumaliste protsessorite abil oli võimalik käivitada mitu virtuaalserverit peaaegu igas reaalses serveris ilma üldise võimsuse vähese vähenemisega. Virtuaalsete serverite käitamisega saaks ettevõte vähendada energiakulusid ja suurendada oma võrgu üldist võimsust.
Ettevõtlusmaailmas on virtualiseerimine sageli norm. Serveriruumides võivad olla masinad, mis töötavad pool tosinat või enamat virtuaalserverit ilma kiiruse või võimsuse vähenemiseta või üldse mitte. Virtuaalsed töölauad on asendanud iga töötaja vajaduse arvuti järele. Selle asemel, et omada oma masinat, kopeerib baasmasina üks versioon end võrku ja annab töötajale juurdepääsu virtuaalsele arvutile. Kogu tema teave salvestatakse keskserverisse.
Koduarvutite kasutajad puutuvad kogu aeg kokku infrastruktuuri virtualiseerimisega, kuigi paljud sellest aru ei saa. Programmid, mis jooksevad läbi veebiportaalide ilma installimiseta, on tavaliselt virtualiseeritud, sageli selleks, et vähendada edastusviivitust ja parandada jõudlust. Rakendused, mis olid algselt loodud töötama ühes operatsioonisüsteemis (OS), saavad nüüd virtuaalse OS-i ümbrise tõttu töötada mitmes süsteemis. Need programmid töötavad hostprogrammis ja teisendavad sisendi ja väljundi õige operatsioonisüsteemi omadeks. See on eriti levinud arvutipõhiste mängude teisaldamisel teistesse süsteemidesse.