仮想マシン上にインストールしたゲストOSから物理マシンのPCI機器に直接アクセスできるようにした仕組み。Linuxカーネル2.6.28以降に含まれるKVMなどで利用できる。

　KVMなどの仮想化ソフトでは通常，ゲストOSからホストPCの各種デバイスに直接アクセスできない。仮想化機能がエミュレートしたデバイスを利用する格好になるため，処理速度が低下する。

　このエミュレータを使う方法の場合，該当デバイスのネイティブのデバイス・ドライバをそのまま利用できる。もし，ネイティブ・ドライバを使わなくてよいのなら，エミュレーションを用いずに処理速度を高めることは可能である。virtioという仕組みと「準仮想化ドライバ」という特殊なデバイス・ドライバを用いればよい。ただしこの場合，ネイティブ・ドライバでないため，細かなデバイス制御ができない。

　これを解決するのがPCIパススルーである。ネイティブ・ドライバを使えるためデバイスの細かな制御が可能で，かつ，エミュレーションが不要のため高速。米Intel社のQ35/Q45/X38/X48/X58など「IOMMU」という機構を備えるチップセットを用いれば，PCIパススルー機能を有効にできる。

　欠点は，サポートする機器が限られ，実用的に利用できるのがEthernetデバイス程度しかないことである。従って，ゲストOSでサーバーを稼働する場合などに主に用いられる。