Pilna virtualizacija yra procesas, kai visa kompiuterinė sistema paverčiama programine įranga. Ši konstrukcija visais atžvilgiais veikia kaip originali aparatinė įranga. Programinė įranga, skirta aparatinei įrangai, bus įdiegta konstrukcijoje taip, tarsi tai būtų tikrasis kompiuteris, o tada veiks su nedideliu sulėtėjimu arba be jo. Visiškas virtualizavimas gali būti naudojamas įvairiais būdais, pavyzdžiui, programinės įrangos testavimas virtualioje aplinkoje arba vieno kompiuterio ar serverio naudingumo išplėtimas per virtualias operacines sistemas. Nors dalinė virtualizacija yra labai paplitusi, visiška virtualizacija yra gana reta.
Norint visiškai virtualizuoti, visa techninė sistema turi būti transformuota į programinę įrangą. Kiekvienas pradinės aparatinės įrangos veiksmas ir niuansas turi būti perkeltas į virtualią sistemą. Kadangi tai yra tokia didelė įmonė, o kai kurie sistemų gamintojai imasi priemonių nuo to atgrasyti, visiška virtualizacija yra gana reta. Daug dažniau aptinkama dalinė virtualizacija, kai yra visi reikalingi sistemos bitai, tačiau fizinė aparatinė sistema atlieka daug žemo lygio skaičiavimų ir funkcijų.
Visoje virtualizacijos mašinoje programinė įranga taip tiksliai imituoja originalų įrenginį, kad bet kuri programa bus įdiegta programinėje įrangoje be konvertavimo ar papildomų veiksmų. Virtuali sąsaja imituoja aparatūros rinkinį tiek, kad programinė įranga veiks tiksliai taip pat, kaip ji veikia natūralioje sistemoje. Naudojant dalinę virtualizaciją, įdiegtos programos beveik visada vėluoja, kai komandos perkeliamos tarp emuliuojamos ir tikrosios aparatinės įrangos.
Yra keletas priežasčių, kodėl visiška virtualizacija yra pagrindinis skaičiavimo tikslas. Kai mašina ir jos operacinė sistema yra visiškai virtualizuotos, ją galima aptarnauti atskiriems vartotojams kaip visą darbalaukio aplinką. Vartotojai gali jį naudoti tiksliai taip, kaip nori, keisti bet kokius nustatymus arba įdiegti bet kokią programą. Iškilus problemai, administratoriai gali tiesiog ištrinti konkretų vartotojo virtualų segmentą ir suteikti jam naują švarų.
Taip pat izoliuota aparatinės įrangos / programinės įrangos sistema visiškoje virtualizacijos aplinkoje yra visiškai atskirta nuo tikrosios mašinos aparatinės įrangos. Tai reiškia, kad vartotojas, nepriklausomai nuo to, ką jis gali daryti, niekada iš tikrųjų nebendraus su fizine aparatine įranga. Tai reiškia, kad destruktyvūs vartotojo veiksmai, tiek tyčiniai, tiek atsitiktiniai, yra mažiau žalingi tikrajai sistemai.
Paskutinis bendras tikslas yra pats techniniausias. Kadangi programinės įrangos sistemos neapriboja tikroji sistemoje esanti aparatinė įranga, virtualioji aparatinė įranga gali būti pakoreguota, kad būtų pagerintas pradinio įrenginio našumas. Perteklinė arba nereikalinga aparatinė įranga gali būti pašalinta. Esamos aparatinės įrangos parametrai gali būti pakeisti, kad veiktų taip, kaip nebuvo įmanoma originaliai. Tai leidžia sistemai veikti maksimaliai efektyviai, o tai beveik neįmanoma padaryti faktinei aparatūros sistemai.