Mit Hyper-V lassen sich unter x64-Versionen von Windows eine oder mehrere virtuelle Maschinen hosten, die wiederum ein komplett eingerichtetes Betriebssystem beinhalten. Diese Gastsysteme werden wie Partitionen behandelt. Den Begriff kennt man ansonsten von der Aufteilung von Festplatten – und ganz ähnlich funktioniert auch die Virtualisierung per Hyper-V. Jede virtuelle Maschine ist eine isolierte Einheit neben der Stammpartition, also dem eigentlichen Betriebssystem.
Orchestriert werden die einzelnen Partitionen bzw. Gastsysteme durch den Hypervisor. Über eine Schnittstelle (das sogenannte Hypercall-API) im Hostsystem können die untergeordneten Partitionen erstellt und verwaltet werden. Die Isolation bleibt dabei aber immer bestehen. Gastsysteme bekommen virtuelle Hardware-Ressourcen zugeordnet, können selbst aber niemals auf die physische Hardware des Hosts zugreifen. Um Hardware-Ressourcen anfragen zu können, verwenden untergeordnete Partitionen den sogenannten VMBus. Hierbei handelt es sich um einen Kanal, der die Kommunikation zwischen den Partitionen ermöglicht. Gastsysteme können beim Host um Ressourcen bitten, haben aber theoretisch auch die Möglichkeit, untereinander zu kommunizieren.
Auf den Partitionen laufen Dienste, welche die Anfragen und Antworten, die über den VMBus laufen, bearbeiten. Das Hostsystem führt den Virtualization Service Provider (VSP) aus, die untergeordneten Partitionen Virtualization Service Clients (VSC).