Google 検索
ページランク
Googleが成功した大きな理由の1つがページランクと呼ばれる特許取得済みのアルゴリズムであり、これによって検索文字列に最も適したウェブページを上位に表示できる。Google以前の主な検索エンジンはキーワードに基づいて検索結果の順位付けをしていた。それは、検索文字列がそのページ内に出現する頻度を順位付けの基本とし、それによって検索文字列とそのページの関連性の強さを評価していた。これに対してページランク・アルゴリズムでは、重要とされるページからリンクされている数を評価の基本とする。リンク元ページの重要度もページランクで決定されるため、そのアルゴリズムは再帰的になる。Googleはページランクだけでなく様々な指標を検索結果の順位付けに追加しており、今では200以上の異なる指標を使っているという。不当な順位の操作を防ぐためと、競合他社への優位を確保するため、詳細は秘密にされている。
検索結果
Googleが索引付けしたウェブページの正確な割合は不明であり、正確に計算するのも非常に難しい。Googleはウェブページを索引付けしてキャッシュするだけでなく、PDF、Word文書、Excelのスプレッドシート、Flashファイル、プレーンテキストファイルなど、様々な種類のファイルの「スナップショット」をとっている。プレーンテキストやFlashファイル以外は (X)HTML に変換したものをキャッシュしており、対応するビューアやアプリケーションがなくても閲覧できるようにしている。
ユーザーは検索エンジンのカスタマイズとして、デフォルトの言語を設定したり、「セーフサーチ」機能でフィルタリングを設定したり、1ページに表示する検索結果数を設定したりできる。これらの設定はcookieとしてユーザーのコンピュータに長期的に保持しており、またユーザーが検索した単語の履歴を1年以上もの長期に渡ってcookieの形で保持している。
索引付け不可能なデータ
索引付けできないがオンラインで利用可能なデータはインターネット上に多数存在する。それらを深層Webなどと呼ぶが、Googleも含めた検索エンジンはそのようなデータをほとんどカバーしていない。深層Webには、図書館の図書目録、立法府など政府機関の公文書、電話帳、あるいはデータベースへの動的なクエリによって生成されるコンテンツなどが含まれる。
国によってはプライバシー保護の観点から一部のリンクを示すことを禁じている。例えばスイスでは各個人が自分の名をGoogleの検索結果で見つけた場合、その削除をGoogleに要求できる。
最適化
Google検索は最もよく使われる検索エンジンであるため、多くのウェブサイトはGoogleの検索結果で上位に表示されるようになる方法を熱心に探究している。そして、そのような方法をアドバイスするコンサルタント業も発生した。これを検索エンジン最適化と呼ぶ。
検索エンジン最適化は、ウェブページのコンテンツの改変と周辺の要因（ページランク）への対処に分けられる。ただし、やり方が極端だとスパムと判断される。
Googleはウェブサイト向けに検索エンジン最適化のガイドラインを公表している。
機能
Google検索は一連のローカライズされたウェブサイトから成る。その代表が google.com で、世界中で最もアクセス数が多いサイトである。
検索構文
Googleの検索エンジンは単純なテキストとしてクエリを受け付け、それを一連の検索語に分割する。検索語は一般に通常の単語であり、それが検索結果に含まれることになる。単語の並びを引用符 (") で囲んで1つの句としたり、ブーリアン演算子を使うこともでき、"+" や "-" を検索語の前につけたり、"site:" のような特殊な演算子を使うこともできる。"検索演算子 - Web Search ヘルプ" にそれらの使用法がある（後述の検索オプションも参照）。
「検索オプション」というウェブフォームを使うと、検索結果を絞り込むための追加情報を入力できる。
"I'm Feeling Lucky"
Googleのホームページには "I'm Feeling Lucky" と書かれたボタンがある。ユーザーがこのボタンをクリックすると、ユーザーは検索結果一覧ページをバイパスして検索結果の最上位のページに直接飛ぶことができる（飛ばされかねない）。つまり、ユーザーが自分のことを「ラッキーだと感じている」なら、検索エンジンは最適なページを1つだけ見つけるはずで、検索結果一覧を見るまでもないというのがGoogleの特異な自己主張である。Tom Chavez によれば、Googleはこの機能に年間1億1000万ドルを費やしており、全検索数の1%がこの機能を使ってあらゆる広告をバイパスしている。
2009年10月30日、一部ユーザーはGoogleのメインページから "I'm Feeling Lucky" ボタンも検索ボタンも消えているのを目撃した。ボタンのあった部分には "This space intentionally left blank" というテキストが書かれていた。マウスカーソルをそのページ上に持っていくとテキストは消えるようになっていた。そして通常の検索機能は検索クエリを入力してエンターキーを押すことで実行された。Google側はこれについて「これは単なるテストであって、ユーザーがもっと単純な検索インタフェースを好むかどうかを調査するものだった」と発表した。パーソナライズされたホームページの場合は従来の2つのボタンが表示され、普通に機能していた。
2010年5月21日はパックマン30周年記念の日で、"I'm Feeling Lucky" ボタンは "Insert Coin" と書かれたボタンに置き換えられた。通常はGoogleのロゴが表示されている部分がパックマンのゲーム画面のようになっていて、このボタンを押すと実際にプレイすることができた。もう一度ボタンを押すと、対戦モードになる。
2014年7月、Googleは、ユーザーは質問する前に答えを望んでいると考えるが、"I'm Feeling Lucky"は、名前が良くなかった為うまくいかなかったと述べた。
リッチスニペット
2009年5月12日、Googleは hCard、hReview、hProduct といったマイクロフォーマットを解析し、それらを検索結果に反映させることを発表した。これをGoogleは「リッチスニペット」と呼ぶ。
エラーメッセージ
検索によっては403（アクセス禁止）エラーとなり、次のようなエラーメッセージが表示される（英語版）。
"We're sorry...
    ... but your query looks similar to automated requests from a computer virus or spyware application. To protect our users, we can't process your request right now.
    We'll restore your access as quickly as possible, so try again soon. In the meantime, if you suspect that your computer or network has been infected, you might want to run a virus checker or spyware remover to make sure that your systems are free of viruses and other spurious software.

    We apologise for the inconvenience, and hope we'll see you again from all of the team here at Google."
このとき、CAPTCHAのプロンプトが表示されることもある。
この画面は2005年に初めて目撃された。Google向けの検索エンジン最適化を行っていた企業が検索結果を確認するために頻繁にGoogle検索を使っていて遭遇したという。このメッセージは単一のIPアドレスから大量の検索要求を受け付けた際に表示されるもので、Cookieを使っている。
2009年6月、マイケル・ジャクソンが亡くなると多くのユーザーがGoogle検索に殺到したため、GoogleはこれをDoS攻撃と誤解し、上記エラーメッセージが多数目撃される事態となった。
2009年1月のマルウェア・バグ
Googleは、悪意あるソフトウェアをこっそりユーザーのコンピュータにインストールしようとすることが知られているサイトについて、検索結果に "This site may harm your computer" と表示する。2009年1月31日の約40分間、あらゆる検索結果がマルウェアだと分類されてしまい、上記メッセージが表示される代わりに検索されたページにクリックで飛ぶことができなくなった。このバグは人為的なものである。Googleは悪意あるサイトの一覧を保持しており、そこにあらゆるURLに拡張可能な "/" を誤って追加したことが原因だった。
ロゴの変化
Googleは検索ページに表示しているロゴを時折変えることがあり、これをGoogle Doodle（「いたずら書き」の意）と呼ぶ。変更されたロゴをクリックすると、関連する話題の検索結果ページが表示される。また、ロゴにマウスをかざすと、説明がみられる。最初の例は1998年のバーニングマン祭だった。他にもアルベルト・アインシュタインのような有名人の誕生日、レゴブロック50周年のような記念日、バレンタインデーのような祝日にロゴが変更されてきた。
Google Caffeine
2009年8月、Googleは新たな検索アーキテクチャ "Caffeine" の公開を発表した。この新アーキテクチャはFacebookやTwitterなどのサービスから更新情報を素早く導入して最新の情報を検索結果に反映させるものである。Google側はこれを使ってもユーザーがすぐに変化に気づくことはないとしつつ、開発者らにサンドボックスで新しい検索のテストをしてほしいとしている。検索エンジン最適化に影響する差異としては、キーワードの重み付けが大きくなり、ドメインの運用期間が重視されるようになった点を挙げている。この動きはマイクロソフトが検索サービスを一新してBingと改称したことへの対応と見られた。2010年6月8日、GoogleはCaffeineの完成を発表し、索引の更新を継続的に行うことで従来より50%新鮮な検索結果がえられるようになったとしている。
暗号化検索
2010年5月、GoogleはSSLで暗号化したウェブ検索サービスを公開した。2012年3月には、このHTTPS検索が標準となった。HTTPS化された検索サービスにはhttps://www.google.co.jpでアクセス可能。
Google+との連携
2012年1月、一般検索結果にGoogle+内の投稿・登録ユーザー名等が表示される機能が加わった。しかし競合するFacebookやTwitterと比べて利用者数が非常に少ないにもかかわらず自社のサービスを偏重していると批判を招いた。GoogleはTwitterと提携したリアルタイム検索を提供していたが、2011年7月に契約切れのため停止したことや、FacebookはマイクロソフトのBingと提携していることが背景に挙げられる。
隠しコマンド
検索機能には多くの隠しコマンドがあるイースター・エッグが存在する。詳細はGoogleの隠しコマンド一覧参照。
モバイルGoogle検索
モバイルアプリケーション用のGoogle検索は、iOS、Android、Windows Phone 8向けに提供されている。ウェブ版と同様に、Google検索と音声検索が行える。モバイル版の特徴として、Playムービーで購入したコンテンツや連絡先など、端末内の情報を検索する機能を備える。iOSとAndroid向けにはGoogle Nowをサポートしており、ユーザーの行動に基づいて最適な情報をカードで表示するようになっている。
画面に触れずにGoogle検索を立ち上げる手段として、「OK,Google」という音声コマンドを備える。マイクに向かって「OK,Google」と話しかけることで、Google検索アプリケーションが立ち上がる。2014年7月1日より、「OK,Google」コマンドが日本語に対応した。
国際対応
Googleは多数の言語に対応し、それぞれの国向けにローカライズしている。
ドメイン名
メインURL Google.com に加え、Google Inc. は各国の160のドメイン名を所有しローカライズに活用している。アメリカの企業であるため、メインのドメイン名はアメリカ国内向けと見なすことができる。
Googleが登録しそこねたドメイン名はサイバースクワッティングの対象となっている。例えば、ウクライナのGoogleのドメイン名は "google.com.ua" であり、"Google.ua" は占拠されていた（2012年6月現在では google.ua は google.com.ua へのリダイレクトとなっている）。
関連する検索サービス
ウェブページの検索に加えて、Googleでは画像、ネットニュース、ニュースグループ、ニュース、動画などの検索サービスや、ローカル検索（場所指定検索）、地図検索などのサービスも提供している。2006年には、250億以上のウェブページ、13億以上の画像、10億以上のネットニュース上のメッセージに索引付けをし、毎日4億回の検索を処理していた。また、索引付けしたコンテンツの大部分のキャッシュを保持している。他にも Googleニュース、Google マップ、Google Earth、Google ドキュメント、Picasa、Panoramio、YouTube、Google翻訳、Googleデスクトップ検索といったサービスやツールを提供している。
検索とは直接関係しないサービスやツールも提供している。例えば Gmail はWebメールアプリケーションである。Google Browser Sync も直接的には検索とは関係しない。
エネルギー消費
Googleによれば、1回の検索クエリで消費されるエネルギーの総計は約1kJまたは0.0003kWhだという。