硬件虚拟化是一种对计算机或操作系统的虚拟。虚拟化对用户隐藏了真实的计算机硬件，表现出另一个抽象计算平台。硬件平台虚拟化表现为在一个给定的硬件平台上宿主机创造一个模拟的计算机环境（虚拟机）提供给客户机。客户机软件对于用户应用程序没有限制；许多宿主机允许运行真实的操作系统。客户机就好像直接运行在计算机硬件上。虚拟机对硬件资源（如网络、显示器、键盘、硬盘）的访问被统一管理在一个比处理器和系统内存更有限制性的层次上。

目前通常所说的硬件虚拟化主要分为完全虚拟化（full virtualization）、硬件辅助虚拟化（hardware－assisted virtualization）、部分虚拟化（partial virtualization）、平行虚拟化（para virtualization）等。

在完全虚拟化中，虚拟机模拟一个足够强大的硬件使客户机操作系统独立运行。这种方案最早在1966年被虚拟机家族的先锋IBM CP－40与CP－67使用。支持完全虚拟化的虚拟机软件包括Parallels Workstation，Parallels Desktop for Mac，VirtualBox，Virtual Iron，Oracle VM，Virtual PC，Virtual Server，Hyper－V，VMware Workstation，VMware Server（formerly GSX Server），QEMU，Adeos，Mac－on－Linux，Win4Lin Pro，以及Egenera vBlade technology。

在硬件辅助虚拟化中，硬件提供结构支持帮助创建虚拟机监视并允许客户机操作系统独立运行。硬件辅助虚拟化在1972年，为了使用第一个虚拟机操作系统VM／370，第一次由IBM System／370引入。在2005年与2006年，Intel和AMD（超微半导体）为虚拟化提供了额外的硬件支持。支持硬件辅助虚拟化的有Linux KVM、VMware Workstation、VMware Fusion、Microsoft Virtual PC、Xen、Parallels Desktop for Mac、VirtualBox和Parallels Workstation。(www.daowen.com)

在部分虚拟化中（包括地址空间虚拟化），虚拟机模拟数个（但不是全部）底层硬件环境，特别是地址空间。这样的环境支持资源共享和线程独立，但是不允许独立的客户机操作系统。虽然这并不被视为一般意义上的虚拟机，但这在历史上是非常重要的一页。这项技术曾被用于CTSS（试验性的IBM M44／44X），以及争议性的系统，如MVS及Commodore 64（两个都是“task switch”程序）。

在平行虚拟化中，虚拟机不需要模拟硬件，而是提供一个特殊的API只能被特制的客户机操作系统使用。