ESXiホスト側のキャッシュメディアはストレージI/Oパスの理想的な場所であり、SANストレージ側のキャッシュメディアでは解決できない、ストレージボトルネックを解決できます。頻繁にリクエストのある「ホット」なデータが、ホスト側のキャッシュメディアにあれば、高速なメモリバスまたはPCIeバスを介して読み書きが可能であり、応答時間と転送速度を大幅に向上できます。
VMからの読み取りリクエストはVMwareカーネル上にインストールされたVirtuCacheソフトウェアにより、インターセプトされ、ローカルのキャッシュメディアに存在するか検索が行われます。存在する場合（キャッシュヒット）、キャッシュメディアからデータを読み取り、存在しない場合（キャッシュミス）には、元々のI/Oパスに従って、バックエンドのLUN/ボリュームからデータを読み取ります。さらに、存在しない場合にはそのデータをローカルのキャッシュメディアに対してもコピーし、以後、同じデータがリクエストされた際には、キャッシュメディアからデータを読み取ります。
これにより、バックエンドのストレージアプラインスではなく、ローカルのキャッシュメディアから読み取られるデータを増やすことで、読み取りリクエストを向上します。
VMからのすべての書き込みは、バックエンドストレージアプライアンスへ同期的に書き込むことなく、ホスト内のキャッシュメディアに書き込まれます（ライトバック方式）。ホスト内のキャッシュメディアのみに書き込むことで、書き込みが大幅に高速化されます。
ただし、バックエンドストレージアプライアンスへの書き込みを同期的にコミットしないため、ローカルホストで障害が発生した場合にデータが失われるリスクがあります。この可能性を防ぐために、VirtuCacheは、VMwareクラスタ内のホスト間で書き込みを複製（ミラーリング）することにより、ローカルキャッシュを保護します。
複製数の指定も可能であり、0（保護無し）から2つまで構成できます。万が一ホストに障害が発生した場合、VirtuCacheは別のホスト上にある複製データとストレージアプラインス上のデータを同期します。
