Механизм преобразования доменных имен состоит из ряда независимых, но взаимодействующих между собой компьютерных систем, называемых серверами имен (name servers). Сервер имен - это программа, запущенная на компьютере, выполняющем роль сервера, которая преобразует имена доменов в IP-адреса. Очень часто эта программа запускается на специализированном компьютере. В этом случае сама машина также называется сервером имен. Клиентская часть программы называется распознавателем имен (name resolver). В процессе преобразования имени она обращается к одному или нескольким серверам имен.

Для того чтобы понять, как работают серверы доменных имен, нужно расставить их в виде древовидной структуры, которая соответствует иерархии присвоения имен. Корень дерева соответствует серверу, который распознает домены верхнего уровня и "знает", какой сервер распознает каждый из доменов. Корневой сервер управляет процессом преобразования каждого имени и назначает для этого соответствующий сервер. На следующем уровне находятся серверы имен, каждый из которых отсылает ответ на запрос, относящийся к домену верхнего уровня (например, . edu). Сервер на этом уровне "знает", какой сервер может распознать каждый из поддоменов в его домене. На третьем уровне дерева находятся серверы имен, которые отвечают на запросы, относящиеся к поддоменам (например, purdue в домене . edu). Можно сказать, что дерево домена начинается на самом верхнем уровне и продолжается вниз по уровням, на которых находятся серверы имен, относящиеся ко всем поддоменам этого домена.