计算机中设置虚拟存储器的目的是扩大用户的编程空间。
在主存之外增加第二级大容量辅存，页式虚拟存储器把主存和辅存都分成大小相同的页面。
主存速度快容量小，存放当前正运行的程序；辅存容量大，速度慢，存放暂不使用的程序和数据。
程序执行过程中需要访问辅存内容，可把包括有关单元的一个虚页面数据调入主存一个空页面中。其后CPU根据程序的局部性原理，可多次从主存这个页面中取出需要的有关指令和数据，大大提高了存取有关数据的速度。
虚拟存储器的关键是虚存页面调入主存时，CPU如何知道调入主存何页，虚实页面如何实现页面地址转换。页式虚拟存储器在主存中专门设置一个页面对照表。记录每个虚页调入主存时存入的实页面页号及某些特征位，如装入位、修改位等。每个用户应用程序都设有一个页表、页表长度为该程序的虚页数，给出一个虚拟地址(逻辑地址)访问虚拟存储器，首先进行逻辑地址与主存地址(物理地址)的转换。查页表，根据虚页号查页表读出对应行的内容，如该行装入位为1，表明该虚页已调入主存，该行后面的内容即为该虚页调入主存时的实页号，实页号与逻辑地址低位给出的页内地址，即可决定读出的主存单元地址。
应该指出页表转换是通过读主存实现的，很费时间，但虚拟存储器主要目标是扩大容量，速度慢点影响不大，用软件方法实现也是可以接受的。大多数计算机都是用软件方法实现。
在要求速度较高的特别场合，也可设置硬件快表。