Quando a memória virtual é usada, os campos de endereço das instruções de máquina contêm endereços físicos.

Para leituras e escritas da memória principal, uma unidade de gerenciamento da memória (MMU — do inglês, Memory Management Unit) traduz cada endereço virtual para um endereço lógico na memória principal.

A memória virtual é uma facilidade que permite que os programas enderecem a memória a partir de um ponto de vista lógico, sem considerar a quantidade de memória principal disponível fisicamente.

Uma cache lógica, também conhecida como cache virtual, armazena dados usando endereços físicos, e desta forma o processador acessa a cache diretamente, sem passar pela MMU.

O Translation Lookaside Buffer (TLB) é uma memória RAM dinâmica que contém as entradas (linhas) da Tabela de Páginas mais recentemente usadas.