Bei der Speicher-Virtualisierung lassen sich physikalisch im Netz verteilte Speicherressourcen als logisch einheitlicher Speicherraum darstellen und verwalten. Es werden also viele Festplatten und RAID-Systeme zu logischen Einheiten zusammengefasst und nach Bedarf aufgeteilt und einzelnen Applikationen oder Hosts zugewiesen. Das bedeutet auch , dass im laufenden Betrieb (virtuelle) Festplatten, die einem Host oder einer Applikation zugeordnet sind, je nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden können.

Dabei unterscheidet man drei Methoden:

Virtualisierung im Host (belastet den Server)
Virtualisierung in SAN (Implementierung im FC-Switch)
Virtualisierung im Storage-Controller (Herstellerspezifisch)
Auch D2D-Backup-Systeme, die Bandlaufwerke emulieren (nachbilden), sind virtuelle Speichersysteme. Diese Systeme speichern die Daten auf Festplatten und verhalten sich softwaremäßig aber wie Bandlaufwerke oder Band-Bibliotheken. Da diese Systeme erheblich schneller speichern können als Bandsysteme kann die Datensicherung in einem wesentlich kleineren Zeitfenster erfolgen, was bei großen Datenmengen notwendig ist. Oft werden diese Systeme auch zwischen Host und Bandsystem zwischengeschaltet. Dabei wird der Inhalt von einem „virtuellen Bandlaufwerk“ des D2D-Systems 1:1 auf ein Band übertragen, ohne den Host zu belasten, kann also in einer Zeit erfolgen, wo am Host normal gearbeitet wird.