W sieci z przełącznikami sieci wirtualne zapewniają segmentację i elastyczność. Umożliwiają grupowanie znajdujących się w sieci urządzeń. Te wydzielone grupy urządzeń komunikują się tylko między sobą jakby tylko one były podłączone do sieci. Sieci wirtualne bazują na połączeniach logicznych, a nie na połączeniach fizycznych.
Sieci wirtualne pozwalają administratorom na wyodrębnienie segmentów sieci ze względu na różne czynniki, takie jak ich funkcję, przynależność do zespołów projektowych lub ze względu na działające aplikacje i ten podział odbywa się bez względu na fizyczne położenie użytkownika lub sprzętu. Urządzenia znajdujące się w jednej sieci wirtualnej pracują jakby były podłączone do swojej własnej niezależnej sieci, nawet jeśli współdzielą one infrastrukturę z innymi sieciami wirtualnymi. Każdy port przełącznika może należeć do sieci wirtualnej i pakiety komunikacji jednostkowej (unicast), rozgłoszeniowej (broadcast) i grupowej (multicast) są przekazywane tylko do stacji końcowych wewnątrz sieci wirtualnej, z której pochodzą. Każda sieć wirtualna traktowana jest jak odseparowana sieć logiczna i pakiety zaadresowane do stacji, które nie należą do tej samej sieci wirtualnej co nadawca, muszą być obsłużone przez urządzenie routujące.
Sieć wirtualna stanowi domenę rozgłoszeniową, która może rozciągać się na wiele fizycznych segmentów sieci lokalnej. Zatem sieci wirtualne poprawiają również wydajność sieci lokalnej poprzez dzielenie dużej domeny rozgłoszeniowej na mniejsze. Jeśli urządzenie znajdujące się w jakiejś sieci wirtualnej, wysyła rozgłoszeniową ramkę ethernetową, wszystkie urządzenia znajdujące się w tej samej sieci wirtualnej otrzymują tę ramkę, a urządzenia z innych sieci wirtualnych nie otrzymują jej.
Sieci wirtualne umożliwiają implementację polityk dostępowych i bezpieczeństwa w oparciu o określone grupy użytkowników. Każdy port przełącznika może być przypisany do tylko jednej sieci wirtualnej (z jednym wyjątkiem portu, do którego podłączony jest telefon IP lub inny przełącznik).