模拟器技术通常围绕一个核心架构展开，该架构负责创建和管理虚拟环境。这包括虚拟机监控器（VMM）或Hypervisor，它作为底层软件层，管理物理硬件资源并将其分配给多个虚拟机。模拟器还需要一个模拟的操作系统内核，以提供基本的系统服务，如进程管理、内存分配和设备驱动接口。
处理器模拟是模拟器的核心功能之一。它需要能够解析和执行目标设备的机器指令。这涉及复杂的指令集架构（ISA）解析，包括对复杂指令的解码、执行以及状态寄存器的管理。内存管理单元（MMU）的模拟对于正确映射虚拟地址到物理地址至关重要，确保内存访问的安全性和正确性。
图形渲染技术对于提供视觉输出至关重要。模拟器需要实现一个图形子系统，能够处理图形API调用，如OpenGL或DirectX。这通常通过软件渲染引擎实现，将图形命令转换为屏幕上的像素。此外，还需要模拟显示设备，包括屏幕分辨率、色彩深度和刷新率。
网络功能模拟允许虚拟设备连接到真实网络。这涉及到对网络协议栈的模拟，特别是TCP/IP协议族。模拟器会创建虚拟的网络接口卡（NIC），并实现网络协议的解析和传输，使应用程序能够像在真实设备上一样进行网络通信。
文件系统技术管理虚拟设备的存储和文件操作。模拟器通常包含一个虚拟文件系统（VFS），它模拟了真实文件系统的行为，如文件创建、读取、写入和删除。虚拟磁盘可以模拟不同类型的存储介质，如闪存或硬盘，并支持数据的持久化存储。
性能优化技术对于提升模拟器的运行速度和响应性至关重要。这包括使用即时编译（JIT）技术将高级语言代码编译为机器码，从而提高执行效率。多线程处理也被广泛使用，以并行化任务，如I/O操作和图形渲染，从而减少延迟。
安全与隔离技术确保模拟环境与宿主机系统安全隔离。这通过沙箱机制实现，限制模拟器对宿主机资源的访问权限。此外，模拟器通常会实施安全策略，防止恶意代码在虚拟环境中对宿主机造成损害，同时保护虚拟环境本身不受外部攻击。
