Virtualizacija infrastrukture usredotočuje se na korištenje softvera i već postojećeg hardvera za oponašanje drugog softvera ili hardvera. Virtualizacija je nastala s modernim računalima, ali je stvarno uzela maha početkom 21. stoljeća s potpunim mogućnostima virtualizacije poslužitelja. Moguće je virtualizirati gotovo svaki komad hardvera ili softvera, što čini opseg ove tehnologije vrlo širokim. Neke od češćih aplikacija virtualizacije infrastrukture su emulacija operacijskog sustava, virtualna stolna računala i virtualni poslužitelji.
Tehnologija koja je na kraju postala virtualizacija infrastrukture započela je sredinom 1960-ih. Na samom početku virtualizacija je imala dva glavna cilja, stvaranje sustava “virtualne memorije” i “emulatora stroja” koji je mogao pokretati softver dizajniran za druge računalne platforme. Dok je nekoliko tvrtki postiglo ove ciljeve, rezultati su bili mješoviti i istraživanje virtualizacije je nastavljeno.
Srednje godine istraživanja imale su svoje uspone i padove. Pravi virtualni strojevi počeli su se razvijati sredinom 1970-ih. To su bili programi koji su oponašali cijela računala tako blisko da je kroz njih bilo moguće pokrenuti softver. Ti rani virtualni strojevi rijetko su imali dovoljno snage za pokretanje aplikacija bilo koje stvarne veličine ili složenosti, ali tehnologija je imala dovoljno potencijala da je nekoliko tvrtki nastavilo istraživati. Istraživanje virtualizacije infrastrukture tijekom 1980-ih i 1990-ih donijelo je nekoliko poboljšanja, ali malo otkrića.
Godine 2003. izašao je prvi hipervizor otvorenog koda. Ovaj program je omogućio praćenje više operacijskih sustava koji rade istovremeno na jednom stroju. Dok su monitori virtualnih strojeva postojali od sredine 1980-ih, ovaj je program bio besplatan, sveobuhvatan i moćan. S ovim softverom i procesorima s više jezgri, bilo je moguće pokrenuti više virtualnih poslužitelja na gotovo svakom stvarnom poslužitelju uz malo smanjenje ukupne snage. Pokretanjem virtualnih poslužitelja, tvrtka bi mogla smanjiti troškove energije i povećati ukupnu snagu svoje mreže.
U korporativnom svijetu virtualizacija je često norma. Poslužiteljske sobe mogu imati strojeve koji pokreću pola tuceta ili više virtualnih poslužitelja uz malo ili nimalo smanjenja brzine ili snage. Virtualna stolna računala zamijenila su potrebu za računalom za svakog radnika. Umjesto da ima vlastiti stroj, jedna verzija osnovnog stroja kopira se na mrežu i daje radniku pristup virtualnom računalu. Sve njegove informacije spremaju se na središnji poslužitelj.
Korisnici kućnih računala stalno nailaze na virtualizaciju infrastrukture, iako mnogi to ne shvaćaju. Programi koji se pokreću kroz web portale bez ikakvog oblika instalacije obično su virtualizirani, često radi smanjenja kašnjenja u prijenosu i poboljšanja performansi. Aplikacije koje su izvorno dizajnirane za rad na jednom operativnom sustavu (OS) sada mogu raditi na više sustava zbog virtualnih omota OS-a. Ti se programi izvode unutar glavnog programa i pretvaraju ulaz i izlaz u one odgovarajućeg operativnog sustava. To je osobito uobičajeno kada se igrice temeljene na računalu premještaju na druge sustave.