Em um sistema de memória virtual, um sistema operacional é responsável por alocar e gerenciar a memória. Ele mapeia dinamicamente endereços de memória física para endereços de memória virtual, fornecendo uma abstração de gerenciamento de memória para processos de usuário. O sistema operacional gerencia a alocação de páginas ou segmentos de memória para processos quando eles precisam e, quando a memória se torna escassa, ele pode reciclar páginas de processos em segundo plano ou não utilizados para processos ativos. Este mecanismo permite que vários programas sejam executados simultaneamente e compartilhem com segurança a memória física disponível.