体来模拟不同架构的处理器、记忆体、汇流排、磁碟控制卡、计时器等多个I/O设备，软体会将虚拟机所发出的指令转换为本机可以操作的指令在现有的硬体上执行。这种等级的虚拟化对于模拟相同处理器架构的平台可以提供很好的相容性，例如︰x86架构、Sparc架构、Alpha架构。若主机处理器可以执行由虚拟机转换出来的指令，或是使用相同的指令集来完成任务，那就表示除了处理器以外的作业系统、I/O设备皆可不受特定平台所绑定，但由于虚拟机的每条指令都必须透过软体来模拟，所以在效能会有较大程度的耗损。这个分类底下代表性的有