L'utilisation la plus courante et connue d'une MMU est la protection de plages mémoire. Un programme donné ne doit pas pouvoir accéder (en lecture et/ou écriture) à la mémoire utilisée par un autre programme, voire par le système d'exploitation lui même. D'une manière simple, chaque programme exécuté par le système d'exploitation se voit attribuer une zone mémoire protégée, dans laquelle aucun autre programme ne peut écrire. Ce principe de protection mémoire est la caractéristique la plus cruciale pour bénéficier d'un système d'exploitation stable. Les anciens systèmes d'exploitation qui n'en bénéficiaient pas plantaient souvent, selon que les programmes exécutés comportaient des erreurs de conception ou non. Il fallait alors redémarrer toute la machine.