Yksityinen pilvipalvelu on yritys säilyttää monet pilvipalveluiden eduista, mukaan lukien pienemmät laitteistokustannukset ja dynaaminen skaalautuvuus, samalla kun säilytetään jonkin verran fyysisten tietojenkäsittelyresurssien hallintaa. Se käsittelee yksityisyyttä ja turvallisuutta, joka on estänyt monia yrityksiä investoimasta pilvipalveluihin. Pilvimainen infrastruktuuri voidaan rakentaa yritysverkkoon tai ohjelmistoa voidaan käyttää parantamaan tietoturvaa Internet-pohjaisessa pilvessä. Myös julkisia ja yksityisiä resursseja voidaan käyttää, ja jotkut uskovat, että markkinat siirtyvät hitaasti kohti julkista pilvipalvelua.
Monet organisaatiot ovat olleet haluttomia omaksumaan julkista pilvipalvelua, koska se tarkoittaa sisäisten tietojen antamista kolmannelle osapuolelle, joka hallinnoi resursseja monille muille käyttäjille. Vaikka pilvessä olevat käyttäjät voidaan erottaa toisistaan ohjelmiston avulla, pilvi kokonaisuudessaan perustuu jaettuihin resursseihin, eli monien eri käyttäjien tiedot voivat olla samoilla fyysisillä kiintolevyillä. Yksityinen pilvipalvelu on tullut vastaukseksi monien yritysten yksityisyyden ja turvallisuuden huolenaiheisiin. Se pyrkii tarjoamaan monia samoja etuja kuin tavallinen pilvipalvelu säilyttäen samalla suuremman eristyneisyyden yleisöstä.
Yksityiseen pilvipalveluun on monia erilaisia lähestymistapoja, mutta niihin kaikkiin liittyy enemmän turvallisuutta ja valvontaa kuin perinteisempiin julkisiin tarjouksiin. Joissakin tapauksissa pilvimainen infrastruktuuri voidaan rakentaa yritysverkon rajoihin, ja ehkä muutama luotettu liikekumppani voi käyttää tätä sisäistä pilveä. Ulkopuoliset toimittajat voivat rakentaa ja ylläpitää pilvi -infrastruktuuria, mutta itse resurssit ovat lähes täysin eristetty ulkomaailmasta. Arkaluonteisia tai luottamuksellisia tietoja käsitteleville organisaatioille, kuten sairaaloille, sisäinen yksityinen pilvi on usein ensisijainen valinta.
Internetin kautta käytettäville pilville VPN -tekniikat, kuten Virtual Private Networking, voivat luoda virtuaalisen eristyskerroksen säilyttäen samalla kaikki julkisen pilven edut. Monet julkiset pilvipalveluntarjoajat ovat myös luoneet yksityisempiä kokoonpanoja yritysasiakkaille. Tämä voi vähentää organisaation sisäisen IT -henkilöstön taakkaa, koska palveluntarjoaja on vastuussa fyysisten laskentaresurssien käyttöönotosta ja ylläpidosta.
Jotkut alan tarkkailijat ovat ennustaneet, että yksityinen pilvipalvelu on väliaikainen ilmiö, joka korvataan vähitellen hybridipilvellä. Kuten nimestä voi päätellä, hybridipilvi yhdistää joitain julkisten ja yksityisten pilvien näkökohtia. Suuri yritys voi esimerkiksi käyttää julkista pilveä ei-arkaluonteisiin tietoihin säilyttäen omat sisäiset IT-palvelunsa yksityisempiin asioihin. Erityisiä ohjelmistoja, jotka voivat siirtää sovelluksia tarpeen mukaan ulkoisen pilven ja sisäisen infrastruktuurin välillä, voidaan käyttää kysynnän nousun tai laitehäiriöiden ratkaisemiseen. Kun yhä useammat sovellukset ja palvelut luodaan pilvipalveluja ajatellen, jotkut uskovat, että julkisen ja yksityisen pilvipalvelun raja on jonain päivänä erottamattomana.