Als virtuelle Verbindungen bezeichnet man die logischen Kanäle, die in einem Nachrichtennetz durch die Aufteilung der Übertragungskapazität entstehen, die eine physische Nachrichtenverbindung bietet. Über jeden dieser logischen Kanäle kann ein eigener Bitstrom gesendet werden.
Die Aufteilung in logische Kanäle wird realisiert, indem die einzelnen Bitströme auf der Sendeseite segmentiert und dann als Nutzlast von Paketen oder Zellen über das Nachrichtennetz transportiert werden. Auf der Empfängerseite wird die Nutzlast wieder ausgepackt und die einzelnen Bitströme werden wiederhergestellt. Die Pakete bzw. Zellen erhalten anders als z. B. ein Datagramm keine Quell- oder Zieladresse, sondern eine Verbindungskennung, aus der hervorgeht, zu welcher virtuellen Verbindung sie gehören.
Eine virtuelle Verbindung kann