La memoria virtual es posible mediante el uso de un mecanismo de paginación. Las páginas son bloques de memoria de tamaño fijo, normalmente de 4 kilobytes (KB) o más, y cada dirección virtual se divide en un número de página y un desplazamiento dentro de la página. Cuando un proceso accede a una dirección virtual, la MMU verifica si la página que contiene esa dirección está en la memoria física. Si la página está en la memoria, la MMU traduce la dirección virtual a una dirección física y se completa el acceso.
Si la página no está en la memoria, la MMU genera una excepción de error de página. Luego, el sistema operativo (SO) maneja el error de página seleccionando una página de la memoria física para expulsarla y reemplazándola con la página necesaria del disco. Este proceso se llama reemplazo de página. El sistema operativo utiliza varios algoritmos para determinar qué páginas desalojar, y estos algoritmos están diseñados para minimizar la cantidad de errores de página y así mejorar el rendimiento del sistema.
La memoria virtual es una parte esencial de los sistemas operativos modernos y permite que las computadoras ejecuten programas que son mucho más grandes que la cantidad de memoria física disponible. También proporciona aislamiento entre procesos, de modo que cada proceso tiene su propio espacio de direcciones virtuales privado y no puede acceder a la memoria de otros procesos.