メモリ保護
そのような設計により、アプリケーションは明示的に割り当てられていないページにアクセスできず、物理ページがマッピングされていないアドレスにアクセスしようとするとページフォールトが発生する。割り当てられていない物理ページや他のアプリケーションに割り当てられた物理ページは、そのアプリケーションから見ればアドレスが指定できず、参照もできない。
なお、ページフォールトは必ずしも不正とは限らない。ページフォールトはメモリ保護に使われるだけでなく、デマンドページング(英語版)の実現手段としてOSが利用する。例えばディスクにスワップアウトされたページにアクセスしようとしてページフォールトが発生した場合、OSがそれを捉えてページを再ロードし、ページフォールトが発生したところからアプリケーションを実行再開させる。仮想記憶では、このようにある時点で使われていないページをディスクに移し、アプリケーションに気付かれないように元にもどすことで、実質的なメモリ容量を増大させている。
一部のシステムではページフォールト機構がW^X(英語版)などの実行保護にも使われている。
IA-32アーキテクチャのように、ページング方式とセグメント方式を同時に使用している場合、セグメントは物理メモリに直接マップせず、リニアアドレス空間にマップされ、リニアアドレス空間から物理アドレス空間へのマッピングをページング方式で行う。もちろん、ページングを使わずにセグメント方式だけを使うことも可能である。両方を使用した場合、どちらにもアクセス権の設定機能があるため、注意が必要となる。