Аппаратная виртуализация представляет собой особый вид виртуализации с поддержкой специальной процессорной архитектуры. Стоит отметить, что в отличие от программной виртуализации, с помощью данной техники возможно использование изолированных гостевых систем, управляемых гипервизором напрямую. Таким образом, гостевая система не зависит от архитектуры хостовой платформы и реализации платформы виртуализации.

Наиболее распространены такие технологии виртуализации, как Intel-VT и AMD-V. При этом за счет аппаратной виртуализации обеспечивается производительность, сравнимая с производительностью невиртуализованной машины, что дает виртуализации возможность практического использования и влечет ее широкое распространение.

В Intel VT реализована технология виртуализации режима реальной адресации, то есть режим совместимости с 8086. Соответствующая виртуализация ввода-вывода — VT-d. Часто обозначается аббревиатурой VMX, то есть Virtual Machine eXtension.

Виртуализация AMD-V часто обозначается аббревиатурой SVM, то есть Secure Virtual Machines. Соответствующая технология ввода-вывода — IOMMU.

AMD разработала свои расширения виртуализации первого поколения под кодовым названием «Pacifica», и первоначально опубликовала их как AMD Secure Virtual Machine, однако позже, на рынке данная технология появилась под торговой маркой «AMD Virtualization, сокращенно «AMD-V».

В 2006 году AMD выпустила Athlon 64, Athlon 64 X2 и Athlon 64 FX в качестве первых процессоров AMD с поддержкой данной технологии. Наличие технологии AMD-V в процессоре определяется флагом «svm». AMD-V не поддерживается в процессорах на Socket 939.

Процессоры Opteron, начиная с семейства 0x10 Barcelona, и процессоры Phenom II поддерживают второе поколение виртуализации – технология под названием Rapid Virtualization Indexing, ранее известная как Nested Page Tables во время его разработки, позже адаптированные Intel, как Extended Page Tables.