A memória virtual consiste em recursos de hardware e software com três funções básicas:

• (i) realocação (ou recolocação), para assegurar que cada processo (aplicação) tenha o seu próprio espaço de endereçamento, começando em zero;
• (ii) proteção, para impedir que um processo utilize um endereço de memória que não lhe pertença;
• (iii) paginação (paging) ou troca (swapping), que possibilita a uma aplicação utilizar mais memória do que a fisicamente existente (essa é a função mais conhecida).

Simplificadamente, um usuário ou programador vê um espaço de endereçamento virtual, que pode ser igual, maior ou menor que a memória física (normalmente chamada memória DRAM - Dynamic Random Access Memory).