O conceito de memória virtual tem como um dos pilares a utilização do esquema de endereçamento físico e lógico e surgiu tendo como um dos objetivos sanar o problema do espaço insuficiente de armazenamento disponível em memória principal.
Estas páginas, apesar de mapeadas na memória principal, nem sempre estão fisicamente nesta hierarquia de memória durante a execução do programa.
Os espaços de endereçamento lógicos, ou virtuais, permitem que o processador faça referência a pontos de armazenamento físicos localizados também na memória secundária. Assim, quando um processo precisa realizar o acesso a localização física, é necessário apenas efetuar o mapeamento entre os endereços.
Na prática, utilização da memória virtual cria a ilusão de que a memória secundária é uma extensão da memória principal, já que parte do programa é mantida em memória secundária e apenas quando alguma instrução da página é referenciada, está é carregada na memória principal.