虛擬機的運行軟件是QEMU。QEMU官方（www.qemu-project.org）對自己的定義為“QEMU is a generic and open source machine emulator and virtualizer.”名稱取自“Quick EMUlator”。
QEMU支持3種運行模式：
Full-system emulation：Run operating systems for any machine, on any supported architecture
User-mode emulation：Run programs for another Linux/BSD target, on any supported architecture
Virtualization：Run KVM and Xen virtual machines with near native performance
用戶模式仿真允許將 為一個 CPU arch A(arm)構建的 可執行程序（用戶層程序，比如linux os 上面的一個elf 格式程序）在另一個 CPU arch B(x86) 上執行，前提是這兩個CPU arch A and B 上面都運行的是同一個OS （比如linux），需要這個arch （x86） + OS (linux) 上面運行的 qemu 具有翻譯另外一個arch 的指令（機器碼）的能力。因為用戶層可執行程序僅僅是對OS的調用，所以通過qemu 可以將 arm 指令描述的對OS 的調用翻譯為對x86 指令描述的對OS的調用調用即可。
系統模式仿真允許對整個系統進行仿真，包括處理器和配套的外圍設備；可以用x86 linux 上面運行的qemu 模擬一個arm開發板，這是就必須使用 系統模式仿真。虛擬化和用戶模式仿真都達不到這種級別的模擬。虛擬化無法實現不同arch的模擬，用戶模式模擬器無法實現裸板 級別的模擬。
虛擬化運行模式是指通過底層的硬件支持（Intel-VT，AMD-V等虛擬化技術）和Xen或者KVM等系統級虛擬化技術相結合，高效運行虛擬化系統。一個arch （x86）的cpu + 外設，虛擬為多台相同arch + 不同外設的虛擬機器。
模擬器(emulation)和虛擬化(virtulization)的區別
模擬器是emulator，通常是為了模擬不同指令集、不同體系架構的 CPU，所以多數情況要對微指令進行解釋執行，效率相對與虛擬化慢很多；
虛擬化技術 virtualization，基本都是去虛擬出來另外一套相同指令集相同架構的硬件平台，因此在做好保護的前提下，很多時候可以直接利用 CPU 去執行目標指令。雖然還是模擬物理 CPU 而不借助於 Host OS 的功能，少了一層指令集轉換，運行速度會提高不少。