Obwohl es scheinbar viele Ähnlichkeiten gibt, gibt es einige wesentliche Unterschiede:
Ein gutes Beispiel für ein Laufzeitsystem wäre die Java Virtual Machine, die eine konsistente, plattformübergreifende Umgebung für [kompilierten] Java-Bytecode bietet.
Ein gutes Beispiel für eine Kompatibilitätsebene wäre WINE, mit der Benutzer unveränderte Windows-Anwendungen direkt unter Linux und Unix ausführen können. Verglichen mit WINE können die Kompatibilitätsschichten auch recht klein sein, z. B. eine einzige Bibliothek, die die Hauptcodebasis für den Zugriff auf betriebssystemspezifische Funktionen verwendet (z. B. Öffnen einer Datei, Kommunizieren über das Internet usw.), die eine konsistente API bereitstellen für die Anwendung, um alle hässlichen OS-spezifischen Unterschiede effektiv zu verbergen.
Der Nachteil einer Laufzeitumgebung besteht darin, dass die gesamte Umgebung für den jeweils ausgeführten Code verfügbar sein muss, was einen erheblichen Entwicklungsaufwand erfordern kann.
Der Nachteil einer Kompatibilitätsebene ist, dass sie nicht unbedingt Konsistenz bietet und schwieriger zu debuggen ist.
Der Vorteil einer Laufzeitumgebung besteht darin, dass die Anwendungen nach der Portierung auf eine neue Plattform ohne Änderungen ausgeführt werden.
Der Vorteil einer Kompatibilitätsebene besteht darin, dass zur Unterstützung einer neuen Plattform nur eine neue Ebene (oder ein neuer Satz von Ebenen) erstellt werden muss und die Hauptanwendung für die neue Zielplattform mit minimalen Änderungen kompiliert werden kann.
Virtualisierung ist wie eine extrem umfangreiche Laufzeitumgebung, der Unterschied besteht jedoch darin, dass ein CPU-Befehlssatz (und alle erforderlichen Geräte) sehr gut virtualisiert oder emuliert werden.