Virtualisierung wird heute vorwiegend als Vollvirtualisierung oder Paravirtualisierung betrieben. Bei einer Vollvirtualisierung wird mittels Software ein kompletter Computer emuliert. Dazu gehört vor allem die Emulation von Hardwarekomponenten, etwa Netzwerkkarte oder SCSI-Controller. Dies ermöglicht die Verwendung eines unmodifizierten Gastbetriebssystems in einer virtuellen Maschine und zeichnet sich vor allem durch hohe Flexibilität aus, da jedes beliebige Betriebssystem in einer virtuellen Maschine gestartet werden kann.
Ein großer Nachteil der Vollvirtualisierung ist, dass durch die Emulation der Hardware einiges an Performance verloren geht. Der Verlust kann bei Netzwerk- und Festplatten-I/O bis zu 50 Prozent betragen, je nach Unterstützungslevel des jeweiligen Prozessors für Virtualisierung.
Ein Ansatz, diesen großen Verlust an Performance wieder wettzumachen, ist Paravirtualisierung. Sie emuliert keine Hardwarekomponenten, sondern ersetzt die Hardwaretreiber des Gastbetriebssystems einfach durch Treiber, die nicht mit der Hardware, sondern mit dem Hypervisor der Virtualisierungssoftware interagieren. Damit wird der Performancenachteil einer Vollvirtualisierung zwar drastisch reduziert, es muss aber eine speziell angepasste Version des Gastbetriebssystems in der virtuellen Maschine installiert werden.
Moderne Linux-Betriebssysteme wie Suse 10 oder Fedora 6 bieten heute bereits optional eine Installation mit paravirtualisiertem Kernel. Für Windows ist diese Paravirtualisierung erst mit Longhorn angekündigt. Die Open-Source-Virtualisierungslösung Xen in der aktuellen Version 3.0 setzt daher bei Linux auf Paravirtualisierung und bei Windows auf Vollvirtualisierung.
Als dritte Alternative bietet sich Containervirtualisierung an. Hier gibt es für Linux zum Beispiel Vserver als Open-Source-Projekt. Kommerziell bietet Swsoft die Software Virtuozzo für Linux und Windows an.
