HotSpot是JVM的核心組件，JDK每次版本更新在於JDK以及JVM的運行效率（對class文件的解析以及編譯）。
在1.3之前版本，核心不是HotSpot，當運行class時，通過classLoader加載到虛擬機中，JVM需要將class文件編譯成本地代碼（CPU能夠直接處理），每次加載class都需要轉換，轉換頻率越多性能消耗越大。在1.3版本之後（jdk1.5真正引入），引入HotSpot（熱點探測），對class文件做標記，當達到一定閾值時，觸發JIT（即時編譯），對頻繁使用的class文件直接編譯成本地代碼進行緩存，以便於下次直接運行（不必再次編譯）。
JVM有兩個版本，client以及server，其爲一個JVM，只是採用兩套不同機制初始化，client對桌面級應用進行內存分配進行優化（內存分配空間相比server端要小，因爲其交互相比於B/S效率要低），其爲JVM默認啓動的。在JDK的安裝文件中，即jdk內jre中lib下，有i386的目錄內有jvm.cfg，內部有-client 以及 -server，誰在上邊就以什麼形式啓動。
1）類加載子系統與方法區：類加載子系統負責從文件系統或者網絡中加載class，加載的類信息存放於稱爲方法區的內存空間。除類信息外，方法區可能存放運行時常量池信息，包括字符串字面量和數字常量（這部分常量信息是class文件中常量池部分的映射）
2）java堆：在JVM啓動時建立，主要內存工作區域，幾乎所有對象實例存放在java堆中，堆空間由所有線程共享。
3）直接內存：java的NIO庫允許java使用直接內存，直接內存是在java堆外的，直接向系統申請的內存空間，通常訪問直接內存的速度由於java堆。出於性能考慮，讀寫頻繁的場合可能會考慮使用直接內存，由於在java堆外，因此其大小不會直接受限於Xmx指定的最大堆大小，但是系統內存有限，java堆和直接內存的綜合受限於操作系統所能給出的最大內存。
4）垃圾回收系統：可以對java堆，方法區，以及直接內存進行回收。其中java堆是回收重點，和c/c++不同，java中所有的對象空間釋放都是隱式的，對於不再使用的垃圾對象，垃圾回收系統會在後臺查找、標識並釋放垃圾對象。
5）java棧：每個java虛擬機線程都有私有的java棧，一個線程的java棧在線程創建的時候創建，java棧中保存着幀信息，java棧中保存着局部變量、方法參數，同時和java方法的調用、返回密切相關。
6）本地方法棧：本地方法棧與java棧類似，不同在於java棧用於方法的調用，而本地方法棧用於本地方法的調用，作爲對java虛擬機的重要擴展，java虛擬機允許java直接調用本地方法（通常使用c編寫）。
7）PC寄存器：PC寄存器是每一個線程的私有空間，JVM爲每一個線程創建PC寄存器，在任意時刻，線程總是在執行一個方法，這個正在被執行的方法稱爲當前方法。如果當前方法不是本地方法，PC寄存器就會指向當前正在被執行的指令，如果當前方法是本地方法，那麼PC寄存器的值就是undefined。
8）執行引擎：負責執行java的字節碼，現代虛擬機爲了提高執行效率，會使用即使編譯技術將方法編譯成機器碼後再執行。
JVM根據對象存活週期不同，將堆內存劃分爲幾塊，一般分爲新生代，老年代和永久代（對HotSpot而言），此爲JVM內存分代策略。