Una macchina virtuale è un computer software che, allo stesso modo di un computer fisico, esegue un sistema operativo e delle applicazioni. La macchina virtuale è costituita da una serie di file di configurazione e specifiche ed è supportata dalle risorse fisiche di un host. Ogni macchina virtuale dispone di dispositivi virtuali che forniscono le stesse funzionalità dell'hardware fisico, ma con maggiore portabilità, sicurezza e semplicità di gestione.
Oltre alle operazioni che possono essere eseguite in una macchina fisica, le macchine virtuali di VMware Cloud Director supportano operazioni dell'infrastruttura virtuale, come la creazione di una snapshot dello stato della macchina virtuale e lo spostamento di una macchina virtuale da un host all'altro.
A partire da VMware Cloud Director 9.5, le macchine virtuali supportano la connettività IPv6. È possibile assegnare indirizzi IPv6 a macchine virtuali connesse a reti IPv6.