搜索引擎通过三个主要阶段运行：抓取和索引、处理查询以及结果排序。首先，它们使用称为爬虫或蜘蛛的自动化机器人来发现网页。这些机器人像用户浏览网页一样，跟踪已知页面到新页面的链接。例如，当像 Wikipedia 这样的网站添加新文章时，爬虫会通过内部链接或站点地图检测到它。然后，每个页面的内容都存储在称为索引的大型数据库中。此索引按关键字、元数据和其他属性组织信息，从而可以在搜索期间快速检索。开发人员可以通过优化站点结构、使用 robots.txt 文件来控制爬虫访问或实施结构化数据来阐明页面内容，从而影响此过程。
当用户输入查询时，搜索引擎会解析这些术语并在索引中搜索相关页面。这包括标记化查询（将其分解为单个单词或短语）并应用算法来匹配结果。例如，搜索“Python lambda 函数”可能会优先考虑具有精确短语匹配、高质量反向链接或最新更新的页面。搜索引擎还使用词干提取（将单词简化为词根形式，例如，“running”简化为“run”）和同义词识别等技术来扩大结果范围。开发人员通常通过与这些流程保持一致来优化内容，例如在页面标题中使用特定关键字或确保快速加载时间，这可以提高可见性。
最后，结果根据相关性、权威性和用户体验进行排名。像 Google 的 PageRank 这样的算法评估指向页面的链接的质量和数量，而现代系统则考虑移动设备的友好性、HTTPS 安全性和交互性。例如，具有清晰解释、快速性能和积极用户参与度指标的教程网站的排名可能高于速度较慢、广告繁重的竞争对手。搜索引擎不断使用机器学习模型来完善排名，这些模型分析点击率和用户行为。开发人员可以利用 Lighthouse 审核等工具来识别技术改进，确保他们的网站满足这些不断发展的标准。整个过程（抓取、索引、查询和排名）在几毫秒内完成，在速度和准确性之间取得平衡，以提供有用的结果。