双机热备有两种实现方式。一种是共享方式，即两台服务器连接一个共享使用的存储设备或存储网络，通过安装双机软件实现双机热备。另一种是纯软件方式或软件同步数据方式，即两台服务器所需要的应用数据放在各自的服务器中，不使用共同的存储设备。
基于存储共享的实现方式是双机热备的最标准的方案，在主从模式工作中，两台服务器从应用服务的角度而言是一台服务器，以同样的方式和接口对外提供服务，服务请求则是由主服务器处理。同时，从服务器通过一定的失效检测技术检测主服务器的工作状况。一旦主服务器出现故障，从服务器在较短的时间内进行切换，接管主服务器上的所有资源，成为新的主服务器，切换可以人工切换也可自动切换。由于使用共享的存储设备，因此两台服务器使用的实际上是一样的数据，由双机软件对其进行管理。
