検索エンジン最適化には、様々な手法が利用される。適切なキーワードをタイトルやページ先頭に持ってくるというのが基本的な手法であるが、業者によっては、検索エンジンスパムと呼ばれる手法が利用されることもある。ただし、検索エンジンスパムを利用したことが発覚すると、検索エンジンのインデックスから削除されるなどのペナルティが課せられる。特定のドメイン・IPアドレスを検索対象から除外するペナルティもあり、ドメイン・IPアドレスの再取得といった多大なコストがかかってしまうことがある。
検索エンジン最適化の出発点は、対象としたいウェブ利用者がどういったキーワードで必要とする情報を探しているかを理解することである。例えば、製品やサービスを比較しながら探す場合、検索ボックスには製品の固有名詞ではなく一般名称が、特定製品の機能名ではなく一般的な機能名が打ち込まれる傾向にある。この語句の集合は目的キーワード群または目的語句と呼ばれる。目的キーワードを設定することで、ページデザインなど他の最適化項目に進むことができる。
ある検索キーワードによる検索結果で上位にくるには、ページは検索キーワードに合致もしくは関連するキーワード群を含んでいなければならない。
あるページが、あるキーワードにどの程度関連しているかは、検索エンジン・スパイダーのアルゴリズムに基づいて決定される。そのアルゴリズムはウェブページの順位を決定する公式を計算する。検索エンジンは、ウェブサイトが閲覧されるときに閲覧者が読もうとするテキストをHTMLの文書構造などに基づいて整理し、そのページは何を記しているページで、あるキーワードに対する関連性がどの程度かを判断する。