VDI和终端服务有诸多不同之处，但这些不同可以归结为操作系统以及会话处理这两个方面。
Windows终端服务在Windows Server 2008及之后的版本称为远程桌面服务(RDS)，是微软在创造不依赖于本地桌面用户环境方面的早期尝试。用户通过基于RDP的客户端连接会话，这与使用VDI并没什么两样。然而RDS与VDI的相似之处仅限于此。
在终端服务环境中，用户会话基于Windows服务器实例。因此，会话成为用户间的隔离边界。用户实际是在Windows服务器操作系统而非桌面系统环境比如Windows 7下工作。这种方式在某些情况下可能会有问题，因为并非所有应用都能够在Windows服务器操作系统环境下正常运行。
VDI的工作机制有所不同，可以基于Windows服务器上的VDI镜像，但这并非唯一有效的工作方式。相反，用户可以连接到一个连接代理，由连接代理在用户会话与运行在hypervisor之上的虚拟机之间建立链接。该虚拟机通常运行Windows桌面操作系统，比如Windows 7或8。
VDI环境往往比终端服务更复杂。尽管增加了复杂性，很多管理员仍旧喜欢使用VDI因为VDI允许用户在熟悉的桌面操作系统内使用，而且VDI受应用程序兼容性问题的影响往往较小。
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