Un moteur de recherche est une application web permettant de retrouver des ressources (pages web, articles de forums Usenet, images, vidéo, fichiers, etc.) associées à des mots quelconques. Certains sites web offrent un moteur de recherche comme principale fonctionnalité ; on appelle alors moteur de recherche le site lui-même (Google Video par exemple est un moteur de recherche vidéo).

Instrument de recherche sur le web constitué de « robots », encore appelés bots, spiders, crawlers ou agents qui parcourent les sites à intervalles réguliers et de façon automatique (sans intervention humaine, ce qui les distingue des annuaires) pour découvrir de nouvelles adresses (URL). Ils suivent les liens hypertextes (qui relient les pages les unes aux autres) rencontrés sur chaque page atteinte. 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 — on peut citer par exemple DMOZ et Yahoo!, etc.

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 desktop 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

On trouve également des métamoteurs, c'est-à-dire des sites web où une même recherche est lancée simultanément sur plusieurs moteurs de recherche (les résultats étant ensuite fusionnés pour être présentés à l'internaute) — on peut citer Ixquick, Mamma, Kartoo, Seek.fr, Kelseek.fr etc.