I et virtuelt minnesystem er et operativsystem ansvarlig for å tildele og administrere minne. Den kartlegger fysiske minneadresser dynamisk til virtuelle minneadresser, og gir en abstraksjon av minnehåndtering for brukerprosesser. OS administrerer allokeringen av minnesider eller -segmenter til prosesser når de trenger det, og når minnet blir lite kan det resirkulere sider fra bakgrunn eller ubrukte prosesser til aktive prosesser. Denne mekanismen lar flere programmer kjøre samtidig og trygt dele det tilgjengelige fysiske minnet.