Infrastruktuurin virtualisointi perustuu ohjelmiston ja olemassa olevan laitteiston käyttämiseen muiden ohjelmistojen tai laitteistojen emuloimiseksi. Virtualisointi syntyi nykyaikaisten tietokoneiden kanssa, mutta se lähti todella käyntiin 21. vuosisadan alussa täydellä palvelimen virtualisointivaihtoehdolla. On mahdollista virtualisoida lähes mitä tahansa laitteistoa tai ohjelmistoa, mikä tekee tämän tekniikan soveltamisalasta erittäin laajan. Jotkut infrastruktuurin virtualisoinnin yleisimmistä sovelluksista ovat käyttöjärjestelmän emulointi, virtuaaliset työpöydät ja virtuaalipalvelimet.
Teknologia, josta lopulta tuli infrastruktuurin virtualisointi, alkoi 1960-luvun puolivälissä. Virtualisoinnin alussa oli kaksi päätavoitetta: “virtuaalimuisti” -järjestelmän ja “koneemulaattorin” luominen, joka pystyi käyttämään muille tietokonealustoille suunniteltuja ohjelmistoja. Vaikka useat yritykset saavuttivat nämä tavoitteet, tulokset olivat sekavia ja virtualisointitutkimusta jatkettiin.
Tutkimuksen keskivuotilla oli ylä- ja alamäkiä. Todelliset virtuaalikoneet kehitettiin 1970-luvun puolivälissä. Nämä olivat ohjelmia, jotka matkivat kokonaisia tietokoneita niin tarkasti, että niiden kautta oli mahdollista suorittaa ohjelmistoja. Näillä varhaisilla virtuaalikoneilla oli harvoin riittävästi tehoa minkä tahansa todellisen koon tai monimutkaisuuden sovellusten suorittamiseen, mutta tekniikalla oli tarpeeksi potentiaalia useiden yritysten tutkimukseen. Infrastruktuurin virtualisointitutkimus 1980- ja 1990 -luvuilla toi useita parannuksia, mutta vain vähän läpimurtoja.
Vuonna 2003 julkaistiin ensimmäinen avoimen lähdekoodin hypervisori. Tämä ohjelma mahdollisti useiden samanaikaisesti käynnissä olevien käyttöjärjestelmien valvonnan yhdellä koneella. Vaikka virtuaalikoneiden näytöt olivat olleet olemassa 1980-luvun puolivälistä lähtien, tämä ohjelma oli ilmainen, kattava ja tehokas. Tämän ohjelmiston ja moniytimisten prosessorien avulla oli mahdollista käyttää useita virtuaalipalvelimia lähes missä tahansa todellisessa palvelimessa pienentämättä kokonaistehoa. Käyttämällä virtuaalipalvelimia yritys voisi leikata sähkökustannuksia ja lisätä verkon kokonaistehoa.
Yritysmaailmassa virtualisointi on usein normi. Palvelinhuoneissa voi olla koneita, jotka käyttävät puoli tusinaa tai useampia virtuaalipalvelimia ilman nopeutta tai tehoa. Virtuaaliset työpöydät ovat korvanneet jokaisen työntekijän tietokoneen tarpeen. Sen sijaan, että hänellä olisi oma kone, yksi peruskoneen versio kopioi itsensä verkkoon ja antaa työntekijälle pääsyn virtuaaliseen tietokoneeseen. Kaikki hänen tietonsa tallennetaan keskuspalvelimelle.
Kotitietokoneiden käyttäjät törmäävät koko ajan infrastruktuurin virtualisointiin, vaikka monet eivät ymmärrä sitä. Ohjelmat, jotka kulkevat verkkoportaalien läpi ilman asennusta, yleensä virtualisoidaan, usein lähetysviiveen vähentämiseksi ja suorituskyvyn parantamiseksi. Sovellukset, jotka on alun perin suunniteltu toimimaan yhdessä käyttöjärjestelmässä (OS), voivat nyt toimia useissa järjestelmissä virtuaalisten käyttöjärjestelmien kääreiden takia. Nämä ohjelmat toimivat isäntäohjelman sisällä ja muuttavat tulon ja lähdön oikean käyttöjärjestelmän tuloksi. Tämä on erityisen yleistä, kun siirretään tietokonepohjaisia pelejä muihin järjestelmiin.