Täysi virtualisointi on prosessi, jossa koko tietokonejärjestelmästä tehdään ohjelmistorakenne. Tämä rakenne toimii kaikin tavoin alkuperäisen laitteiston tavoin. Laitteistolle suunniteltu ohjelmisto asennetaan rakenteeseen ikään kuin se olisi todellinen tietokone, ja sitten se toimii vain vähän tai ei ollenkaan. Täyden virtualisoinnin käyttämisellä on useita käyttötarkoituksia, kuten ohjelmistojen testaaminen virtuaalisessa ympäristössä tai yhden tietokoneen tai palvelimen hyödyllisyyden laajentaminen virtuaalisten käyttöjärjestelmien kautta. Vaikka osittainen virtualisointi on hyvin yleistä, täysi virtualisointi on suhteellisen harvinaista.
Täysi virtualisointi edellyttää, että koko laitteistojärjestelmä on muutettava ohjelmistoksi. Kaikki alkuperäisen laitteiston toiminnot ja vivahteet on siirrettävä virtuaalijärjestelmään. Koska tämä on niin suuri yritys ja jotkut järjestelmävalmistajat ryhtyvät toimiin sen estämiseksi, täysi virtualisointi on hieman harvinaista. On paljon yleisempi löytää osittainen virtualisointi, jossa kaikki tarvittavat järjestelmäbitit ovat läsnä, mutta fyysinen laitteistojärjestelmä käsittelee suuren osan matalan tason laskelmista ja funktioista.
Täydessä virtualisointikoneessa ohjelmisto emuloi alkuperäistä konetta niin tarkasti, että mikä tahansa ohjelma asennetaan ohjelmistoon ilman muunnosta tai lisävaiheita. Virtuaalinen käyttöliittymä jäljittelee laitteistoa siinä määrin, että ohjelmisto toimii täsmälleen samalla tavalla kuin se toimii luonnollisessa järjestelmässä. Osittaisen virtualisoinnin myötä asennetuissa ohjelmissa on lähes aina viive, kun komentoja siirretään emuloidun ja varsinaisen laitteiston välillä.
On olemassa kourallinen syitä, joiden vuoksi täysi virtualisointi on tärkeä tietojenkäsittelytavoite. Kun kone ja sen käyttöjärjestelmä on täysin virtualisoitu, on mahdollista palvella sitä yksittäisille käyttäjille täydellisenä työpöytäympäristönä. Käyttäjät voivat käyttää sitä juuri niin kuin haluavat, muuttaa mitä tahansa asetusta tai asentaa minkä tahansa ohjelman. Jos ongelma kehittyy, järjestelmänvalvojat voivat yksinkertaisesti poistaa käyttäjän tietyn virtuaalisen segmentin ja antaa heille uuden puhtaan.
Samoin eristetty laitteisto-/ohjelmistojärjestelmä täydellisessä virtualisointiympäristössä on täysin erillään koneen todellisesta laitteistosta. Tämä tarkoittaa, että käyttäjä, riippumatta siitä, mitä hän voi tehdä, ei koskaan ole vuorovaikutuksessa fyysisen laitteiston kanssa. Tämä tarkoittaa, että käyttäjän tuhoavat toimet, joko tarkoituksella tai vahingossa, vahingoittavat vähemmän todellista järjestelmää.
Viimeinen yhteinen tavoite on teknisin. Koska ohjelmistojärjestelmää ei rajoita järjestelmässä oleva todellinen laitteisto, virtuaalilaitteistoa voidaan säätää parantamaan suorituskykyä alkuperäiseen koneeseen verrattuna. Tarpeeton tai tarpeeton laitteisto voidaan poistaa. Olemassa olevan laitteiston parametreja voidaan muuttaa toimimaan tavalla, joka ei ollut mahdollista alkuperäiselle laitteistolle. Tämän ansiosta järjestelmä voi toimia huipputehokkaasti, mikä on lähes mahdotonta todelliselle laitteistojärjestelmälle.