Помимо эмуляции, поддерживает технологии аппаратной виртуализации (Intel VT и AMD SVM) на x86-совместимых процессорах Intel и AMD. Первоначально разработка велась в рамках проекта Linux KVM, в котором, помимо собственно KVM (поддержки технологий аппаратной виртуализации x86-совместимых процессоров на уровне ядра Linux), разрабатывались патчи для QEMU, позволяющие QEMU использовать функциональность KVM. Впоследствии патчи были объединены с основной веткой программы[11].
Программная эмуляция значительно замедляет работу виртуальной машины. Изначально предлагалось два способа значительно ускорить работу при эмуляции той же архитектуры, приблизив её к скорости основной системы — KQEMU и QVM86. Позже был интегрирован KVM — механизм для использования аппаратной поддержки виртуализации.
KQEMU
Отличается очень быстрой эмуляцией при использовании специального модуля, названного KQEMU (первоначально модуль KQEMU имел проприетарную лицензию, в настоящее время лицензирован под GNU GPL). На данный момент стабильно работает только в Linux 2.4 — 2.6, есть экспериментальная поддержка Microsoft Windows и FreeBSD. Начиная с версии 0.12.0 QEMU не поддерживает KQEMU.
QVM86
QVM86 имеет тот же самый принцип работы; он просто был заменой KQEMU в то время, когда исходные коды KQEMU не были открыты. Разработка QVM86 прекратилась в 2007 году.
KVM
Для достижения скорости работы виртуализованной системы, сравнимой с работой на настоящем аппаратном обеспечении, qemu может использовать аппаратные возможности по виртуализации современных процессоров. Для этого применяется гипервизор KVM (или Xen)[12].
Дополнительно, для ускорения работы с реальными картами расширения PCI / PCIe могут применяться технологии виртуализации пространства ввода-вывода (IOMMU) и передача доступа к реальному устройству внутрь виртуальной машины (если компьютер поддерживает Intel VT-d или AMD-Vi)[13].
Эмулируемые платформы
В режиме запуска отдельных программ (user emulation):
