Virtuaalikone koostuu käyttöjärjestelmästä, ohjelmatiedostoista ja datatiedostoista, ja sen suorittaminen vaatii virtualisointiohjelman. Jokainen kone koostuu useista virtuaalikoneen tiedostoista, mukaan lukien virtuaalinen kiintolevytiedosto, asetustiedosto ja keskeytetyn tilan tiedosto. Muita yleisiä tiedostoja ovat lokitiedostot, levykkeen kuvatiedostot ja erityiset sisäiset tiedostot, joita jotkin virtualisointiohjelmat tarvitsevat koneen suorittamiseksi.
Virtuaaliset kiintolevytiedostot ovat yleensä suurimpia kaikista virtuaalikoneen tiedostoista ja sisältävät virtuaalikoneen käyttöjärjestelmän, ohjelmatiedostot ja kaikki virtuaaliseen käyttöjärjestelmään tallennetut henkilötiedot. Jotkut virtualisointiohjelmat tallentavat kaikki virtuaalisen kiintolevyn tiedot yhteen suureen tiedostoon, mutta toiset jakavat virtuaalisen kiintolevyn pienempiin osiin tallennuksen ja varmuuskopioinnin helpottamiseksi. Kun joku asentaa virtuaalikoneen, hänellä on usein vaihtoehtoja asettaa kiintolevylle kiinteä koko tai antaa sen laajentua tiettyyn rajaan. Vaikka useimmissa virtuaalikoneissa on vähintään yksi kiintolevy, ne voivat sisältää lisäasemia.
Virtuaalikoneen tiedostot sisältävät myös määritystiedostoja, joita käytetään kunkin virtuaalikoneen laitteistoasetusten ja -vaihtoehtojen määrittämiseen. Virtualisointiohjelmat eroavat toisistaan asetettavien kokoonpanovaihtoehtojen suhteen, mutta käyttäjät voivat yleensä valita, kuinka paljon muistia kone käyttää, kuinka suuri kiintolevy on, kuinka monta prosessoria tai ydintä käytetään ja miten virtuaalikone käyttää fyysisen koneen optista asemaa. Muita vaihtoehtoja ovat kansioiden jakaminen, tulostusasetukset, video- ja ääniasetukset, verkkoasetukset ja universaalin sarjaväylän (USB) laitevaihtoehdot. Jokainen vaihtoehto tukee usein lisäasetuksia, jotka kokeneet käyttäjät voivat ottaa käyttöön.
Useimmat virtualisointiohjelmat sallivat käyttäjien väliaikaisesti keskeyttää virtuaalikoneen sen nykyisessä tilassa, joten jokainen virtuaalikone sisältää usein tiedoston, joka sisältää tietoja koneen tilasta, kun käyttäjä keskeytti sen. Kun käyttäjä käynnistää koneen uudelleen, virtualisointiohjelma käyttää tiedostoa palauttaakseen virtuaalisen käyttöjärjestelmän ympäristön ja kaikki avatut ohjelmat tai tiedostot. Tämä tiedosto korvataan joka kerta, kun virtuaalikone keskeytetään ja palautetaan.
Muita virtuaalikoneen tiedostoja ovat virtuaaliset levykkeet, lokitiedostot ja sisäiset tiedostot, joita virtualisointiohjelma käyttää virtuaalikoneiden lataamiseen oikein. Kun käyttäjä varmuuskopioi koneen joidenkin ohjelmien avulla, prosessi voi myös luoda erityisen varmuuskopiotiedoston, joka auttaa käyttäjää tuomaan virtuaalikoneen toiseen ohjelmaan. Vaikka useimmat virtualisointiohjelmat sisältävät nämä eri tiedostot, kunkin tiedostotyypin laajennus vaihtelee suuresti.