Paravirtualizacija je metoda dopuštanja softveru koji radi na virtualnom sustavu da zaobiđe virtualno sučelje i pokrene operacije na stvarnom hardveru sustava. U standardnom virtualnom sustavu, jedini program koji koristi stvarni hardver sustava je virtualno sučelje. Ostatak softvera radi u potpunosti unutar virtualnog okruženja. Uz paravirtualizaciju, postoje načini na koje uključeni softver može pristupiti stvarnim resursima, a ne virtualnim. To ubrzava određene funkcije bez žrtvovanja računalne snage.
Virtualna računalna okruženja postala su mnogo češća u 21. stoljeću. Koristeći osnovne virtualne sustave, jedan hardverski sustav može izvoditi operacije nekoliko bez gubitka računalne snage. Osim toga, redundantni virtualni poslužitelji omogućuju da se jedan stroj isključi radi zamjene ili popravka bez utjecaja na korisnike sustava.
U većini virtualnih sustava, pravi stroj ima instaliran program koji radi kao virtualno sučelje za ostale operacije. Ovo sučelje, koje se često naziva hipervizor, obično je nedostupno korisnicima virtualnog sustava; samo ljudi sa stvarnim pristupom hardveru mogu doći do njega. Kada virtualni korisnici imaju pristup hipervizoru, često su ozbiljno ograničeni u onome što mogu učiniti sa sustavom.
Hipervizor je u biti središte virtualnog sustava. Nadzire instalirani virtualni softver i pruža platformu za virtualne korisnike. Kada programi na virtualnom sustavu trebaju pristup hardveru, hipervizor će uzeti informacije i obraditi ih sam ili ih formatirati i poslati u temeljni sustav.
U sustavu koji koristi paravirtualizaciju, virtualni program ima mogućnost zaobići virtualni operativni sustav i raditi izravno s hardverom sustava kada mu je potreban hardverski pristup. Neke operacije je vrlo teško za virtualni sustav ostvariti. Kada virtualni program treba izvršiti jedan od ovih zadataka, potrebno je manje resursa da bi program preskočio virtualni sloj i otišao izravno na hardverski sustav. Paravirtualizacija se još uvijek provodi štedljivo, jer previše izravnih hardverskih poziva može preopteretiti sustav.
Kako bi se koristila paravirtualizacija, i stvarni sustav i virtualni sustav trebaju određene pripreme. Najveći faktor je sam softver za paravirtualizaciju; samo operativni sustavi i hipervizori s kapacitetom paravirtualizacije mogu obavljati te funkcije. Iako su oni često isključeni iz standardne instalacije, većina tvrtki poslužiteljskog softvera ima dostupne dodatke koji će njihovim proizvodima dati ispravne mogućnosti.
Druga točka kompatibilnosti je u temeljnom hardveru. Koristeći virtualno sučelje, moguće je pokrenuti gotovo svaki operativni sustav na gotovo svakom hardverskom sustavu. Da bi paravirtualizacija funkcionirala, temeljni hardver mora biti nešto čemu virtualni programi znaju pristupiti. Ako je hardver vrlo stran sustavu, paravirtualizacijski hardverski pozivi neće uspjeti.