云计算实质上是一种利用互联网实现随时随地、按需、便捷的访问共享资源池（如计算设施、存储设备、应用程序等）的技术模式。计算机资源服务化是云计算重要的表现形式，它为用户屏蔽了数据中心管理、大规模数据处理、应用程序部署等问题。通过云计算，用户可以根据其业务负载快速申请或释放资源，并以按需支付等方式对所使用的资源付费，在提高服务质量的同时降低运维成本。

云计算概念的最早雏形是1983年美国太阳微系统公司（Sun Microsystems）提出的“网络式电脑”（the network is the computer），而其真正地作为云计算这个词汇出现则是在1996年，美国康柏（Compaq）公司在其公司的内部文件中，首次使用云计算这个词汇。2006年3月，美国亚马逊（Amazon）公司推出弹性计算云（elastic compute cloud，EC2）服务。在2006年8月9日，美国Google首席执行官E.施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大会上首次提出云计算（cloud computing）的概念。这是云计算发展史上第一次正式地提出这一概念，有着巨大的历史意义。

2007年10月，Google与IBM公司开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、史丹佛大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支援，包括数百台个人计算机及刀片服务器（BladeCenter）与联想x系统（System x）服务器，这些计算平台将提供1600个处理器，支援包括操作系统内核（Linux）、放源代码虚拟机监视器（Xen）、分布式系统基础架构（Hadoop）等开放源代码平台。而学生则可以透过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划。

2008年1月30日，Google宣布在中国台湾引导“云计算学术项目”，将与中国台湾大学、台湾交通大学等学校合作，将这种先进的大规模、快速计算技术推广到校园。2008年2月1日，IBM公司宣布将在中国无锡太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立全球第一个云计算中心（cloud computing center）。

2008年7月29日，雅虎、惠普和英特尔公司宣布一项涵盖美国、德国和新加坡的联合研究计划，推出云计算研究测试床，推进云计算。此计划要同合作伙伴创建6个数据中心作为研究试验平台，每个数据中心配置1400个至4000个处理器。这些合作伙伴包括新加坡资讯通信发展管理局、德国卡尔斯鲁厄大学斯坦布奇（Steinbuch）计算中心、美国伊利诺伊大学香槟分校、英特尔研究院、惠普实验室和雅虎公司。2008年8月3日，美国专利商标局(简称SPTO)网站信息显示，戴尔公司正在申请云计算（cloud computing）商标，此举旨在加强对这一未来可能重塑技术架构的术语的控制权。戴尔公司在申请文件中称，云计算是“在数据中心和巨型规模的计算环境中，为他人提供计算机硬件定制制造”。

2009年1月，阿里软件在中国江苏南京建立首个“电子商务云计算中心”。同年11月，中国移动云计算平台“大云”计划启动。到现阶段，云计算已经发展到较为成熟的阶段。2010年3月5日，美国网络系统公司诺维尔（Novell）与云安全联盟（CSA）共同宣布一项供应商中立项目，名为“可信任云计算项目”。2010年7月，美国国家航空航天局和包括全球三大云计算中心之一（Rackspace）、美国超威半导体公司（AMD）、因特尔（Intel）、戴尔等支持厂商共同宣布“OpenStack”开放源代码计划，微软在2010年10月表示支持OpenStack与Windows Server 2008 R2的集成；而以桌面应用为主的Linux操作系统乌班图Ubuntu已把OpenStack加至11.04版本中。2011年2月，思科系统正式加入OpenStack，重点研制OpenStack的网络服务。2019年10月，OpenStack基金会发布了第20个版本，即按字母顺序命名为火车（Train）。

云计算以低成本的方式提供高可靠、高可用、规模可伸缩的个性化服务为目标，为了达到这个目标，需要数据中心管理、虚拟化、海量数据处理、资源管理与调度、QoS保证、安全域隐私保护等若干关键技术加以支持。

云计算体系架构分为核心服务、服务管理、用户访问接口3层：①核心服务层。将硬件基础设施、软件运行环境、应用程序抽象成服务，通常可分为3个子层。基础设施即服务层（intrastructure as a service，IaaS）、平台即服务层（platform as a service，PaaS）、软件即服务层（software as a service，SaaS）。IaaS提供硬件基础设施部署服务，为用户按需提供实体或虚拟的计算、存储和网络等资源。PaaS是云计算应用程序运行环境，提供应用程序部署与管理服务。SaaS是基于云计算基础平台所开发的应用程序。②服务管理层。服务管理层对核心服务层的可用性、可靠性和安全性提供保障。服务管理包括服务质量（quality of service，QoS）保证和安全管理等。③用户访问接口层。用户访问接口实现了云计算服务的泛在访问，通常包括命令行、Web服务、Web门户等形式。

云计算借鉴了传统分布式计算的思想，在通常情况下，云计算采用计算机集群构成数据中心，并以服务的形式交付给用户，使得用户可以像使用水、电一样按需购买云计算资源。首先，云计算是弹性的，即云计算能根据工作负载大小动态分配资源，而部署于云计算平台上的应用需要适应资源的变化，并能根据变化做出响应；其次，云计算强调大规模资源池的分享，通过分享提高资源复用率，并利用规模经济降低运行成本；最后，云计算需要考虑经济成本，因此硬件设备、软件平台的设计不再一味追求高性能，而要综合考虑成本、可用性、可靠性等因素。