Для разрешения доменного имени в IP-адрес и наоборот служит система DNS.

Эта система состоит из иерархической структуры DNS-серверов, каждый из которых является держателем одной или нескольких доменных зон и отвечает на запросы, касающиеся этой зоны, а также DNS-резо́лверов, которые отвечают на запросы, касающиеся любых зон. Функции держателя зоны и резолвера часто совмещаются в одной программе; например, таковой является популярный DNS-сервер BIND (Berkeley Internet Name Domain).

Для обеспечения уникальности и защиты прав владельцев доменные имена 1-го и 2-го (в отдельных случаях и 3-го) уровней можно использовать только после их регистрации, которая производится уполномоченными на то регистраторами. Сведения о владельце (администраторе) того или иного регистрируемого домена общедоступны. Их можно узнать, воспользовавшись службой whois. Однако, некоторые регистраторы предоставляют возможность скрыть эту информацию.