VMware puede virtualizar cualquier sistema operativo usando una combinación de técnicas de traducción binaria y de ejecución directa . En este enfoque, se traduce el código del núcleo para sustituir las instrucciones no virtualizables con nuevas secuencias de instrucciones que tienen el efecto previsto en el hardware virtual, mientras tanto, el código de nivel de usuario se ejecuta directamente en el procesador para lograr una virtualización de alto rendimiento.
Cada monitor de máquina virtual proporciona a cada máquina virtual todos los servicios del sistema físico , incluyendo una BIOS virtual, los dispositivos virtuales y la gestión de la memoria virtual. Esta combinación de traducción binaria y ejecución directa proporciona virtualización completa gracias a que el sistema operativo invitado está totalmente abstraído (completamente desacoplado) del hardware subyacente de la capa de virtualización. El sistema operativo invitado (guest OS) no es consciente de que está siendo virtualizado y no requiere modificación.
La virtualización completa (full virtualization) es la única opción que no requiere asistencia de hardware o asistencia del sistema operativo para virtualizar instrucciones confidenciales y privilegiadas. El hipervisor traduce todas las instrucciones del sistema operativo sobre la marcha y almacena en caché los resultados para su uso futuro, mientras que las instrucciones a nivel de usuario se ejecutan sin modificar a velocidad nativa. La virtualización completa ofrece un mejor aislamiento y seguridad de las máquinas virtuales, y simplificando su migración y portabilidad, la misma instancia de sistema operativo invitado puede ejecutar una orden en el hardware nativo o virtualizado. Los productos de virtualización de VMware, Microsoft Virtual Server y Citrix XenServer son ejemplos de virtualización completa .