Käyttöjärjestelmän virtualisointi on tapa muuttaa vakiokäyttöjärjestelmää, jotta se voi käsitellä useita käyttäjiä samanaikaisesti. Näillä yksittäisillä käyttäjillä ei olisi vuorovaikutusta toistensa kanssa. Heidän tiedot pysyisivät myös erillisinä, vaikka he käyttävät samaa järjestelmää. Tällä tekniikalla on useita käyttötarkoituksia, mutta yleisimpiä käyttökohteita ovat isännöintitilanteet ja palvelimien yhdistäminen.
Käyttöjärjestelmän virtualisoinnissa yksi järjestelmä asetetaan toimimaan useiden yksittäisten järjestelmien tavoin. Virtualisoitu järjestelmä on asetettu toimimaan samanaikaisesti lukuun ottamatta eri käyttäjien komentoja. Nämä komennot pysyvät erillään toisistaan; tietyn komennon tulokset ja vaikutukset eivät vaikuta muiden komentoihin. Resurssien jakamisen tulisi olla käyttäjälle läpinäkyvää, eikä heidän pitäisi pystyä kertomaan, ovatko ne virtuaalijärjestelmässä vai eivät.
Yleinen esimerkki tästä prosessista on uloskirjautumiskomento. Normaalissa tietokonejärjestelmässä käyttöjärjestelmästä uloskirjautuminen keskeyttää käyttäjän syöttämisen, kunnes uloskirjautumisjärjestelmä vaatii tai käyttäjä kirjautuu takaisin sisään. Käyttöjärjestelmän virtualisointia käyttävässä järjestelmässä, kun yksi käyttäjä kirjautuu ulos käyttöjärjestelmästä, kirjautuu ulos vain yhdestä käyttäjä, mutta se ei vaikuta muihin käyttäjiin.
Käyttöjärjestelmän virtualisointia käytetään kahdessa yleisessä tilanteessa, isäntäympäristöt ja palvelimien yhdistäminen. Web-hosting-yritykset, sähköpostin tallennusjärjestelmät ja muut tilipohjaiset isäntäjärjestelmät käyttävät usein virtuaalisia järjestelmiä. Koska tämän tyyppisten järjestelmien käyttäjät tarvitsevat hyvin vähän resursseja, monet voivat kirjautua sisään kerralla ilman järjestelmän verotusta. Jokainen käyttäjä toimii omassa ympäristössään olematta vuorovaikutuksessa muiden käyttäjien kanssa tai näkemättä muiden resursseja.
Toinen yleinen alue, jossa käyttäjä voi kohdata käyttöjärjestelmän virtualisoinnin, on konsolidoidulla palvelimella. Tietokonejärjestelmien tehon kasvaessa yksi uusi palvelin voi ottaa vastaan useiden vanhempien palveluja. Tässä tapauksessa on mahdollista yhdistää kaikki palvelinresurssit uuteen koneeseen. Koska vanhat palvelimet olivat erillisiä, on usein tarpeen säilyttää alkuperäisten järjestelmien käyttämä eristys.
Molemmilla alueilla useiden käyttäjien, joilla ei ole suhdetta toisiinsa, on käytettävä samaa palvelinta. Tämä on yksi yleisimmistä käyttöjärjestelmän virtualisoinnin näkökohdista. Jos käyttäjät kuuluisivat samaan ryhmään, he voisivat elää rinnakkain ja jakaa resursseja. Ainoa syy pitää ne erillään on, kun käyttäjillä ei ole suhdetta toisiinsa eikä heillä ole syytä yhdistää järjestelmiä.