虛擬桌面基礎架構 (VDI) 是使用虛擬機器提供和管理虛擬桌面的虛擬化解決方案。VDI 會將桌面環境託管在一個集中式伺服器上，並應要求部署給終端使用者。使用端點裝置（筆記型電腦、平板電腦等）即可透過網路存取。
有了 VDI 解決方案，組織就能實現許多效益。桌面運算是在主機伺服器上進行，而非在端點裝置上進行，因此端點的硬體需求較低。這可能會降低端點裝置的投資成本，也可能更容易支援各種遠端和行動裝置。隨著桌面軟體的硬體需求改變，從伺服器端重新分配 CPU 和記憶體也可能比從端點裝置進行更容易。
安全性與組態管理是 VDI 解決方案的額外效益。由於所有資料都保存在資料中心內，因此遺失任何端點裝置時，未儲存在裝置中的資料的暴露範圍都會很有限。在不需要為每位使用者自訂的標準化桌面組態的環境中，VDI 執行個體會提供嚴格的控制以避免偏離組織的標準。
VDI 架構的兩個主要資料中心元件是 Hypervisor 和連線代理程式。Hypervisor 會先使實體硬體與位於資料中心伺服器上的邏輯作業系統分離，並允許從單一實體伺服器提供多個虛擬桌面。連線代理程式是將每位桌面使用者連線至個別桌面執行個體的軟體閘道。無論端點裝置為何，此層都會驗證每位使用者。
與許多其他資料中心工作負載相比，桌面使用模式的可預測性往往較低，而且很難預測來自虛擬桌面的核心工作負載資源爭用問題。傳統上，在組織中用於部署 VDI 解決方案的架構已和專用的硬體 PoD 相關聯，而該 PoD 包含專為支援一定數量的虛擬桌面而打造的指定運算、網路和儲存硬體。這個 PoD（連接至已認可儲存設備的專用數量主機）會與其他系統分開，以確保桌面工作負載的波動不會干擾資料中心內的其他工作負載。此模式可確保 VDI 環境與核心應用程式的效能維持可預測性。這種隔離也會限制終端使用者和應用程式工作負載之間的故障範圍。
持續性桌面。每位使用者都會獲指派一個獨特的桌面執行個體，他們可以根據個人偏好進行自訂。
非持續性桌面。使用者可視需要存取一個統一桌面映像集區以執行工作。這些非持續性桌面在每次使用後都會回復到其原始狀態，而非針對特定使用者進行個人化。
使用 VDI 環境可讓遠端工作者更輕鬆地透過各種設備存取組織標準桌面環境。使用虛擬桌面，即可控制對核心軟體系統的存取，並可將存取權授予遠端站台的任何遠端工作者，而且只需最少的投資。無論位置為何，每位團隊成員都能存取相同的組織網路和資源，同時維持集中的存取和應用程式控制。持續性桌面可以自訂以符合每位使用者的需求，而資料仍會集中在核心資料中心內。
非持續性桌面的一個主要優點是只需從一個相同桌面的集區即可使用標準桌面。典型的客服中心是此模式如何直接支援團隊需求的絕佳範例。每位團隊成員只需要執行一組特定工作，因此不需要將桌面改成非標準。由於員工可以靈活地增加或減少工作時間，因此可在工作時間內輕鬆登入可用桌面的功能可將提供個別實體桌面機器的例行成本降至最低。只要安裝必要的軟體，就能輕鬆修補及部署標準的非持續性桌面執行個體，並且可以跨實體站台進行部署，而將複雜度降至最低。
當臨時約聘人員加入團隊時，他們需要存取一些核心資產和團隊成員，但安全性是一個重要考慮因素。藉由使用虛擬桌面，便可以在為臨時員工提供連線點的同時控制對企業資源的存取。約聘人員能夠執行使用組織資源的工作，而無需存取與合約無關的系統。這項控管措施也能將在定期合約期間提供實體端點裝置的投資降至最低。