Anwendungsvirtualisierung (englisch application virtualization) ist eine Softwaretechnologie, die die Anwendung vom ausführenden Betriebssystem isoliert und eine Schicht zwischen Anwendung und Betriebssystem als Laufzeitumgebung zur Verfügung stellt.
Eine vollständig virtualisierte Anwendung wird nicht mehr im herkömmlichen Sinne auf einem Betriebssystem installiert,[1] obwohl sie immer noch auf dessen Basis ausgeführt wird. Die Anwendung verhält sich so, als wenn sie herkömmlich direkt auf dem Betriebssystem installiert wäre, wird aber tatsächlich in einer je nach Ausprägung teilweise oder vollständig isolierten und nur für sie erstellten, virtuellen Umgebung (manchmal auch als Sandbox bezeichneten) ausgeführt.
In diesem Kontext beschreibt der Begriff "virtualisiert" also die Isolierung der Anwendung vom darunterliegenden Betriebssystem, während sich der Begriff im Kontext der virtuellen Maschine mehr auf die Abstraktion von der darunterliegenden Hardwareschicht bezieht.