Tietokonetiedot tallennetaan levyille ja solid-state-tietovälineille, jotta ne ovat käytettävissä päivien, kuukausien tai vuosien ajan. Pienissä järjestelmissä, kuten henkilökohtaisessa tietokoneessa, on CPU ja yksi tai kaksi kiintolevyä. Kun levy epäonnistuu tai tila loppuu, toinen levy on lisättävä manuaalisesti ja tiedot on asetettava tälle levylle. Suurissa järjestelmissä levyjä ja digitaalisia tallennusjärjestelmiä voi olla satoja, ja tiedon hallinnan monimutkaisuus lisääntyy huomattavasti. Tallennusvirtualisointi on tallennuslaitteiden ryhmittelyä siten, että se näyttää saumattomasti yhdeltä suurelta tallennuslaitteelta.
Yksinkertaisessa järjestelmässä aina kun ohjelma tarvitsee pääsyn tiedostoon, se tekee pyynnön käyttöjärjestelmälle. Käyttöjärjestelmä kartoittaa tämän tiettyyn paikkaan levyllä. Jos levyllä on esimerkiksi 10 gigatavua kapasiteettia, levy ei voi käsitellä tätä kokoa suurempia tietoja. Tallennusvirtualisoinnilla levyn kokoa suurempi tilapyyntö reititetään automaattisesti kulissien taakse toiselle levylle.
Tallennuksen virtualisointi voidaan hoitaa laitteistolla tai ohjelmistolla tai näiden yhdistelmällä. Sillä on useita etuja. Tietoja voidaan siirtää laitteelta toiselle kulissien takana, kun järjestelmä tekee pyyntöjä, ja pyyntö reititetään automaattisesti uuteen paikkaan. Kun tallennuslaite on lisättävä tai poistettava, tämä voidaan tehdä ilman järjestelmän kaatamista. Tämä lisää järjestelmän saatavuutta loppukäyttäjille.
Tallennusvirtualisoinnin avulla tietoa voidaan hallita älykkäästi; esimerkiksi tiedot, joita käytetään harvemmin, voidaan siirtää hitaampaan laitteeseen. Varastotilan käyttöä voitaisiin parantaa. Jokaisessa tallennuslaitteessa itsessään voi olla käyttämätöntä tilaa, mutta käyttämätön tila saattaa olla liian pieni käytettäväksi yhdelle tiedostolle, jonka käyttöjärjestelmä haluaa sijoittaa. Tallennusvirtualisoinnin avulla useiden laitteiden käyttämätön tila “kertyy automaattisesti”, koska osia tiedostosta voidaan tallentaa eri laitteille.
Fyysinen tallennuslaitteiden ryhmä nähdään käyttöjärjestelmän näkökulmasta yhtenä laitteena. Tämän seurauksena käyttöjärjestelmän ei tarvitse seurata useita laitteita ja niiden käyttöä. Näin ollen useiden valmistajien tallennuslaitteita voidaan käyttää sujuvasti, jos ne tukevat tallennusten virtualisointia. Tietojen katoamisen estämiseksi tiedot usein kopioidaan. Tällainen replikointi hoituu myös sujuvasti.
Tallennuksen virtualisointi tarjoaa siten järjestelmälle sen tarvitseman tallennustilan juuttumatta yksittäisten laitteiden rajoituksiin. Tietysti nyt huomattava määrä tietoa on virtualisoitu. On erittäin tärkeää, että nämä tiedot säilytetään virheettömästi, yleensä tallentamalla ne useisiin paikkoihin.