Un moteur de recherche est une application web permettant de trouver des ressources à partir d'une requête sous forme de mots. Les ressources peuvent être des pages web, des articles de forums Usenet, des images, des vidéos, des fichiers, etc. Certains sites web offrent un moteur de recherche comme principale fonctionnalité ; on appelle alors « moteur de recherche » le site lui-même.
Ce sont des instruments de recherche sur le web sans intervention humaine, ce qui les distingue des annuaires. Ils sont basés sur des « robots », encore appelés « bots », « spiders «, « crawlers » ou « agents », qui parcourent les sites à intervalles réguliers et de façon automatique pour découvrir de nouvelles adresses (URL). Ils suivent les liens hypertextes qui relient les pages les unes aux autres, les uns après les autres. Chaque page identifiée est alors indexée dans une base de données, accessible ensuite par les internautes à partir de mots-clés.
C'est par abus de langage qu'on appelle également « moteurs de recherche » des sites web proposant des annuaires de sites web : dans ce cas, ce sont des instruments de recherche élaborés par des personnes qui répertorient et classifient des sites web jugés dignes d'intérêt, et non des robots d'indexation.
Les moteurs de recherche ne s'appliquent pas qu'à Internet : certains moteurs sont des logiciels installés sur un ordinateur personnel. Ce sont des moteurs dits « de bureau » qui combinent la recherche parmi les fichiers stockés sur le PC et la recherche parmi les sites Web — on peut citer par exemple Exalead Desktop, Google Desktop et Copernic Desktop Search, Windex Server, etc.
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