虚拟伴侣既可能是真实人类，也可能是智能机器人。
从真实人类角度来看，在一些线上陪伴服务中，背后是真实的人通过网络与用户交流互动，提供情感陪伴、聊天解闷等服务，比如某些付费的线上陪聊平台，工作人员以虚拟伴侣角色与客户沟通。
而智能机器人作为虚拟伴侣也较为常见。科技公司通过人工智能技术开发出具备语音交互、情感识别等功能的智能程序或实体机器人。它们能模拟人类对话方式，根据预设算法和大量数据学习，理解用户话语并做出回应，还能在一定程度上给予情感支持和陪伴。像小爱同学、Siri等智能语音助手，在经过训练和优化后，能在一定场景下扮演虚拟伴侣角色；还有一些实体陪伴机器人，外观设计类人，能与用户进行更直观的互动交流 。
