Suorittimen virtualisointi sisältää yhden suorittimen, joka toimii ikään kuin se olisi kaksi erillistä suoritintä. Käytännössä tämä on kuin kahden erillisen tietokoneen käyttäminen yhdellä fyysisellä koneella. Ehkä yleisin syy tähän on käyttää kahta eri käyttöjärjestelmää yhdessä koneessa.
Suoritin tai keskusyksikkö on epäilemättä tietokoneen tärkein komponentti. Se on tietokoneen osa, joka suorittaa fyysisesti tietokoneessa olevien sovellusten ohjeet. Suoritin tunnetaan usein yksinkertaisesti siruna tai mikrosiruna.
Tietokoneen käyttöjärjestelmä määrittää sen, miten suoritin on vuorovaikutuksessa sovellusten kanssa. Tunnetuimmat käyttöjärjestelmät ovat Microsoft Windows®, Mac OS® ja erilaiset avoimen lähdekoodin järjestelmät Linux-bannerin alla. Periaatteessa CPU voi käyttää vain yhtä käyttöjärjestelmää kerrallaan. On mahdollista asentaa useampi kuin yksi järjestelmä tietokoneen kiintolevylle, mutta yleensä vain yksi voi olla käynnissä kerrallaan.
CPU -virtualisoinnin tavoitteena on saada suoritin suorittamaan samalla tavalla kuin kaksi erillistä suoritinta. Hyvin yksinkertaistettu selitys siitä, miten tämä tehdään, on se, että virtualisointiohjelmisto on asetettu siten, että se ja se yksin kommunikoivat suoraan suorittimen kanssa. Kaikki muu, mitä tietokoneella tapahtuu, kulkee ohjelmiston läpi. Ohjelmisto jakaa viestinnän muun tietokoneen kanssa ikään kuin se olisi kytketty kahteen eri suorittimeen.
Yksi suorittimen virtualisoinnin käyttö on kahden eri käyttöjärjestelmän suorittaminen samanaikaisesti. Esimerkiksi Apple-tietokone voi käyttää virtualisointia myös Windows®-version suorittamiseen, jolloin käyttäjä voi käyttää vain Windows®-sovelluksia. Samoin Linux-pohjainen tietokone voisi käyttää Windowsia® virtualisoinnin avulla. On myös mahdollista käyttää suorittimen virtualisointia Windows®: n suorittamiseen Mac®- tai Linux -tietokoneessa tai Mac OS®: n ja Linuxin samanaikaiseen käyttöön.
Toinen virtualisoinnin etu on, että useat ihmiset voivat käyttää yhtä tietokonetta samanaikaisesti. Tämä toimisi yhdellä koneella, jossa on suoritin, joka käyttää virtualisointiohjelmistoa, ja kone muodostaisi yhteyden useisiin “työpöytiin”, joissa kussakin on näppäimistö, hiiri ja näyttö. Kukin käyttäjä ajaisi sitten omaa kopiotaan käyttöjärjestelmästä saman suorittimen kautta. Tämä järjestely on erityisen suosittu sellaisissa paikoissa kuin koulut kehittyvillä markkinoilla, joilla budjetit ovat tiukat. Se toimii parhaiten siellä, missä käyttäjät käyttävät pääasiassa sovelluksia, joilla on suhteellisen alhaiset käsittelyvaatimukset, kuten web -selailu ja tekstinkäsittely.
Suorittimen virtualisointia ei pidä sekoittaa moniajoon tai hyperhreadingiin. Monitehtävä on yksinkertaisesti useiden sovellusten suorittaminen kerrallaan. Jokainen moderni käyttöjärjestelmä sallii tämän tehdä yhdellä suorittimella, vaikka teknisesti vain yksi sovellus käsitellään tiettynä hetkenä. Hyperthreading on kohta, jossa yhteensopivat suorittimet voivat käyttää erityisesti kirjoitettuja sovelluksia tavalla, joka suorittaa kaksi toimintoa samanaikaisesti.