在计算机技术中，虚拟化（技术）或虚拟技术（英语：Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源（CPU、内存、磁盘空间、网络适配器等），予以抽象、转换后呈现出来并可供分割、组合为一个或多个电脑配置环境。由此，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的配置更好的方式来应用这些电脑硬件资源。这些资源的新虚拟部分是不受现有资源的架设方式，地域或物理配置所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和数据存储。
由于目前信息技术领域的很多企业都曾在宣传中将该企业的某种技术称为虚拟化技术，这些技术涵盖的范围可以从Java虚拟机技术到系统管理软件，这就使得准确的界定虚拟技术变得困难。因此各种相关学术论文在谈到虚拟技术时常常提到的便是如前面所提到的那个不严格的定义。
虚拟化技术起源于20世纪60年代末，美国IBM公司当时开发了一套被称作虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor）的软件，该软件作为计算机硬件层上面的一层软件抽象层，将计算机硬件虚拟分割成一个或多个虚拟机，并提供多用户对大型计算机的同时、交互访问。
按照抽象程度的不同，常常把虚拟技术分为五个层次：
指令集架构的虚拟化是透过软件来模拟不同架构的处理器、存储器、总线、磁盘控制卡、计时器等多个I/O设备，软件会将虚拟机所发出的指令转换为本机可以操作的指令在现有的硬件上运行。这种等级的虚拟化对于模拟相同处理器架构的平台可以提供很好的兼容性，例如︰x86架构、Sparc架构、Alpha架构。
若主机处理器可以运行由虚拟机转换出来的指令，或是使用相同的指令集来完成任务，那就表示除了处理器以外的操作系统、I/O设备皆可不受特定平台所绑定，但由于虚拟机的每条指令都必须透过软件来模拟，所以在性能会有较大程度的耗损。
这个分类底下代表性的有Bochs以及QEMU。
硬件抽象层等级的虚拟化是由虚拟机监视器来隐藏不同厂商的处理器、存储器、芯片组…等特征，为这些虚拟机提供抽象与统一的虚拟平台。运行此平台的电脑称之为主体机器（Host Machine），而在此平台中运作的虚拟机称为客体机器（Guest Machine），
目前大多数x86平台的商业电脑都在使用这种虚拟化，最主要是由于现今处理器厂商提供了硬件辅助虚拟化技术，例如︰第三世代的Intel VT-d、AMD-Vi皆提供虚拟机直接存储器访问（Direct Memory Access）以及对各种PCI接口的直接访问功能（PCI passthrough）。
这个分类底下代表性的有VMware ESXi（英语：VMware ESXi）、Hyper-V（英语：Hyper-V）、以及Citrix。
硬件抽象层等级的虚拟化中的全虚拟化与操作系统底层间有非常高的隔离能力，支持不同的操作系统，安装后不须要重启主机、或修改引导程序（Boot Loader）以达到双系统的目的，风险低、维护简单。由于此等级的虚拟机可以访问底层操作系统，因此用户必须花费大量的时间来安装与设置虚拟机，接着才能开始评估或测试所需运作的软件，这些设置包含了操作系统的安装、安全性或兼容性软件的更新、网络、系统调校…等，如果所需的操作系统与底层操作系统相同，那么其实它们所作的跟实际上安装一台实体机器没有什么区别。
操作系统内核虚拟化可以最大限度的减少新增虚拟机的所需，在这个等级的虚拟机共享实体主机上的硬件以及操作系统，呈现彼此独立且隔离的虚拟机环境。
应用软件的环境是由操作系统、库、相依性软件、特定于系统的数据结构或文件系统，例如︰NTFS或Ext4，以及其他环境设置所组成。如果这些都保持不变，应用软件很难发现与真实环境的区别。这是所有操作系统等级虚拟化的关键想法。
这个分类底下代表性的有Docker、LXC和OpenVZ。
传统电脑是由指令集架构所驱动的一种机械语言，硬件的操作由特殊的I/O指令处理，也可以透过区块映射（Mapping）来操作存储器，此等级的虚拟化会将高级语言转译成一种名为字节码的语言，透过虚拟机转译成为可以直接运行的命令。跨操作系统平台、跨语言皆为其优点。
这个分类底下代表性的有Oracle Java、Microsoft . NET、Parrot。
大部分的应用程序都是使用由许多库组成的API（Application Programming Interface）来设计，使用动态链接的方式用于隐藏操作系统的细节，目的是提供程序员更简单的工作。这也产生了一种新的虚拟化方式，使用不同的API与不同操作系统底层的ABI（Application Binary Interface）来进行模拟的工作。
这个分类底下代表性的有Wine以及WSL（Windows Subsystem for Linux）。
