總體而言，搜索引擎面臨以下挑戰。

1、頁面爬行需要快速且全面

互聯網是一個動態的內容網絡。每天，無數的頁面被更新和創建，無數的用戶發布內容并相互交流，要返回到有用的內容，搜索引擎需要抓取新的頁面，但是由于頁面數量巨大，搜索引擎蜘蛛需要很長時間才能更新數據庫中的頁面一次。當搜索引擎誕生時，捕獲和更新周期通常以月為單位進行計算，這就是為什么谷歌在2003年之前每個月都有一個大的更新。

現在主流的搜索引擎已經能夠在幾天內更新重要的頁面，并且在幾小時甚至幾分鐘內將包括在高權重網站上的新文檔。然而，這種快速的包含和更新只能局限于高權重的網站，許多頁面在幾個月內沒有被重新爬行和更新也是很常見的。

為了返回比較好的結果，搜索引擎還必須盡可能全面地抓取一個頁面，這需要解決許多技術問題，有些網站不利于搜索引擎蜘蛛爬行和爬行，如網站鏈接結構的缺陷、Flash、Java腳本的廣泛使用，或者用戶在訪問該部分之前必須登錄的內容，都增加了搜索引擎爬行內容的難度。

2、海量數據存儲

一些大型網站在一個網站上有數百萬、數千萬、甚至數億的頁面，你可以想象網絡上所有網站的頁面加起來有多少數據，搜索引擎蜘蛛抓取頁面后，還必須有效地存儲這些數據，數據結構必須合理，具有很高的可擴展性，對寫入和訪問速度的要求也很高。

除了頁面數據，搜索引擎還需要存儲頁面之間的鏈接和大量的歷史數據，這是用戶無法想象的。據估計，百度擁有340多萬臺服務器，谷歌擁有數十個數據中心和數百萬臺服務器，這種大規模的數據存儲和訪問不可避免地會面臨許多技術挑戰。

我們經常在搜索結果中看到排名上下波動，沒有明顯的原因，我們甚至可以刷新頁面并查看不同的排名，有時，網站數據也會丟失，這可能與大規模數據存儲和同步的技術難點有關。

3、索引處理快速、有效且可擴展

在搜索引擎對頁面數據進行爬行和存儲后，還需要進行索引處理，包括鏈接關系計算、正向索引、反向索引等。由于數據庫中的頁面數量龐大，執行pr等迭代計算既費時又費力，為了提供相關及時的搜索結果，只需抓取是沒有用的，同時也需要做很多的索引計算，因為在任何時候都會添加新的數據和頁面，所以索引處理也應該具有良好的可伸縮性。

4、快速準確的查詢處理是普通用戶能看到的搜索引擎步驟

當用戶在搜索框中輸入一個查詢并單擊“搜索”按鈕時，他通常會在不到一秒鐘的時間內看到搜索結果。簡單的表面處理實際上涉及非常復雜的背景處理。在后的查詢階段，比較重要的問題是如何在不到一秒鐘的時間內從數、數百萬甚至數千萬個包含搜索詞的頁面中快速找到比較合理、相關的頁面，并根據相關度和權限進行排列。

5、判斷用戶意圖和人工智能

應該說，搜索引擎的前四個挑戰已經能夠更好地解決，但是對用戶意圖的判斷還處于初級階段。不同的用戶搜索相同的查詢詞，可能會查找不同的內容。例如，在搜索“蘋果”時，用戶是想知道蘋果的果實，還是蘋果電腦，還是想知道電影“蘋果”的信息？或者他想聽“蘋果”？沒有上下文，沒有對用戶的個人搜索習慣的理解，他就無法判斷。

搜索引擎目前正在根據用戶的搜索習慣、歷史數據的積累和語義搜索技術來判斷搜索意圖、理解文檔的真實含義和返回更相關的結果。