Sanal Bellek, bilgisayarlarda kullanılan yeni bir teknoloji trendi olan belleği yönetmenin bir yoludur. Donanım (CPU veya grafik kartı gibi bilgisayarın fiziksel parçası) yazılımı çalıştırır. Bu yazılımın çalışması ve yapması gerekenleri yapması için bilgisayar belleğine ihtiyacı olacaktır. Günümüzde kullanılan çoğu bilgisayar aynı anda birden fazla şey yapabilir, birden fazla uygulama çalıştırabilir. Bu çoklu işlem olarak bilinir.
Bu durumda, bir anda bilgisayarda çalışan tüm programlar veya uygulamalar kaynaklarını paylaşır. Bir bilgisayar, üzerinde daha fazla program çalıştığı için daha fazla işlemciye veya ana belleğe (RAM) sahip değildir.
Sanal bellek, uygulamanın belirli bir boyutta bir bellek bloğu görmesi fikridir. Uygulama bu belleği uygun gördüğü şekilde kullanabilir. Bu bellek bloğu, farklı parçalardan gelmesi anlamında sanaldır. Bir kısmı bilgisayarın ana belleğinde olabilir, ancak bir kısmı da diskte olabilir. CPU, Aritmetik Mantık Birimi adı verilen ve uygulama belleği ile sistem kaynakları arasındaki bazı çevirileri yapan özel bir parçaya sahiptir. Modern işletim sistemleri de bu işin bir kısmını yapar.
Bir program sistem belleğinde olmayan bir bellek bloğuna erişmeye çalıştığında, bu program durdurulur ve blok sistem belleğine yüklenir. Sistem belleğinin o bölümünde ne varsa diske yazılır. Buna genellikle sayfalama denir.
Gömülü sistemler gibi bazı bilgisayar sistemleri sanal bellek kullanmaz, çünkü çok hızlı bir tepki süresine veya her zaman aynı kalan bir tepki süresine ihtiyaç duyarlar. Sorunlardan biri, sanal bellek ile yanıt süresini tahmin etmenin zor olmasıdır. Diskten yüklenmesi gereken belleğin bir bölümünü kullanan bir uygulama, kullanmayan bir uygulamadan farklı bir yanıt süresine sahip olacaktır. Bu nedenle sanal bellek kavramı gömülü sistemlerde kullanılmamaktadır.
