Operatsioonisüsteemi virtualiseerimine on meetod standardse operatsioonisüsteemi muutmiseks nii, et see võib korraga käsitleda mitut kasutajat. Need üksikud kasutajad ei suhtle omavahel. Ka nende teave jääks eraldiseisvaks, kuigi nad kasutavad sama süsteemi. Kuigi sellel tehnoloogial on mitu kasutusala, on kõige levinumad kasutusalad hostimisolukordades ja serverite konsolideerimisel.
Operatsioonisüsteemi virtualiseerimisega seadistatakse üks süsteem töötama nagu mitu üksikut süsteemi. Virtualiseeritud süsteem on seadistatud samaaegselt välistama erinevatelt kasutajatelt pärinevaid käske. Need käsud jäävad üksteisest lahus; mis tahes käsu tulemused ja mõju ei mõjuta teiste käske. Selline ressursside jaotus peaks olema kasutajale läbipaistev, nad ei peaks saama aru, kas nad on virtuaalses süsteemis või mitte.
Selle protsessi tavaline näide on väljalogimiskäsk. Tavalises arvutisüsteemis peatab operatsioonisüsteemist väljalogimine kasutaja sisestamise seni, kuni väljalogimissüsteem seda nõuab või kasutaja logib uuesti sisse. Operatsioonisüsteemi virtualiseerimist kasutavas süsteemis logib operatsioonisüsteem välja, kui üks kasutaja logib välja kasutajat, kuid ülejäänud kasutajaid see ei mõjuta.
Operatsioonisüsteemi virtualiseerimisel on kaks levinud olukorda: hostimiskeskkonnad ja serverite konsolideerimine. Veebimajutusettevõtted, e-posti salvestussüsteemid ja muud kontopõhised hostimissüsteemid kasutavad sageli virtuaalseid süsteeme. Kuna seda tüüpi süsteemide kasutajad vajavad väga vähe ressursse, on paljudel inimestel võimalik korraga sisse logida ilma süsteemi maksustamata. Iga kasutaja tegutseb oma keskkonnas ilma teiste kasutajatega suhtlemata või nende ressursse nägemata.
Teine levinud ala, kus kasutaja võib operatsioonisüsteemi virtualiseerimisega kokku puutuda, on konsolideeritud server. Arvutisüsteemide võimsuse suurenedes võib üks uus server võtta vastu mitme vanema töö. Sel juhul on võimalik ühendada kõik serveri ressursid uude masinasse. Kuna vanad serverid olid eraldi, on sageli vaja säilitada algsete süsteemide isolatsioon.
Mõlemas piirkonnas peavad sama serverit kasutama mitu kasutajat, kellel pole omavahelist seost. See on operatsioonisüsteemi virtualiseerimise üks levinumaid aspekte. Kui kasutajad kuuluksid samasse rühma, saaksid nad koos eksisteerida ja ressursse jagada. Ainus põhjus nende lahus hoidmiseks on see, kui kasutajatel pole üksteisega suhet ega põhjust süsteeme kombineerida.