El seu motor de cerca, desenvolupat el 1997, es basa en la tecnologia PageRank, la qual assegura que, a partir d’una mesura objectiva de la importància, els resultats més idonis sempre apareguin en primer lloc. Es calcula que Google respon a més de 1.000 milions de consultes de cerca cada dia. L’empresa fou fundada el 1998 per Larry Page i Sergey Brin, dos estudiants amb un doctorat de filosofia de Standford.
Des de l’inici en són els principals accionistes les empreses de capital de risc Kleiner Perkins Caufield & Byers i Sequoia Capital. L’any 2001 l’empresa incorporà com a director executiu Eric Schmidt. El gener del 2011 anuncià una reestructuració de la direcció, en la qual Page es feia càrrec de la direcció executiva, Brin esdevenia cap de projectes estratègics i desenvolupament de nous productes, i Schmidt, president executiu (fins el 2015). L’agost del 2015 la direcció anuncià la creació d’Alphabet, el hòlding sota el qual s’agrupen totes les empreses del grup, la més gran de les quals era la mateixa Google, i que integraria totes les activitats que en constitueixen el nucli dur (bàsicament productes digitals i internet). En quedaven exclosos els projectes en altres camps encara en fase experimental, com ara els de la conducció automàtica de vehicles o d’altres centrats en la salut. En el nou organigrama del grup, Sundar Pichai fou nomenat conseller executiu de Google. Brin i Page, per la seva banda, ocuparen aquest càrrec per a Alphabet fins el desembre del 2019, que ambdós cediren el càrrec a Pichai, el qual continuà també al capdavant de Google.
Cotitza en borsa des del 2004, i el 2001 començà la política d’adquisicions d’altres empreses en línia, que al començament de l’any 2011 superaven la vuitantena. Les més importants, per l’impacte i la quantia de l’operació, han estat el web d’emmagatzematge, edició i intercanvi de fotos Picasa (2004, substituït el 2016 per Google Photos), el portal publicitari DoubleClick (2007) i YouTube (2011). A més de l’adquisició d’altres empreses, Google ha anat llançant altres productes que han tingut generalment una bona acollida. D’aquests, que fins el 2010 se circumscrivien al programari, cal esmentar el Google Search Appliance (2002), servei de xarxes internes d’empreses, organitzacions, etc.; el cercador bibliogràfic Google Books (2004); l’editor Googledocs (2006); el web cartogràfic Google Maps (2005) i el visionador aeri híbrid d’imatge per satèl·lit i fotografia aèria Google Earth (2005, que el 2013 incorporà el servei israelià de mapes Waze) i el de carrers en horitzontal Street View (2007); el servei de correu electrònic Gmail (2007); el traductor automàtic Google Translate (2007); l’Android (2007), un sistema operatiu per a aparells mòbils; el navegador Chrome (2008) i el seu sistema operatiu Google Chrome (2009); la xarxa social Google+ (creada el 2010 amb el nom de GoogleBuzz, que canvià el juny del 2011 i que tancà el 2018); GoogleWave (2010), servei que integrava correu electrònic, xarxa social i creació i edició compartides de documents, i Google Drive (abril del 2012), un servei d’emmagatzematge per servidor remot. El maig del 2013 llançà Google Play Music, servei de música en línia.
El gener del 2009 sortí al mercat el seu primer producte de maquinari, el telèfon mòbil Nexus One, al qual seguiren diversos models fins el 2016, que presentà Pixel, el següent telèfon intel·ligent, aquest fabricat íntegrament per Google. El juny del 2007 presentà la tauleta Nexus7, i el juny del 2011 l’ordinador portàtil GoogleChrome, el qual substituïa el disc dur per l’accés a la xarxa de les aplicacions i els arxius. L’agost del 2012 adquirí l’empresa de telefonia mòbil Motorola per tal de potenciar el sistema operatiu Android, però el gener del 2014 vengué la pràctica totalitat de l’empresa al fabricant xinès d’ordinadors Lenovo. L’any 2017 formalitzà una aliança amb la cadena de supermercats Walmart per a impulsar la venda en línia.
La companyia ha estat sovint criticada per pràctiques d’abús de posició dominant, de violació de les lleis de la propietat intel·lectual i d’invasió de la privacitat dels seus usuaris, i tant des de la Unió Europea com des dels governs federal i estatals dels EUA ha estat investigada per aquests motius. Entre d’altres, el Tribunal Europeu de Justícia dictà el 2014 una sentència que obligava Google a aplicar l’anomenat “dret a l’oblit”, és a dir, a esborrar les dades personals de la xarxa si un usuari ho demanava. Inversament, tot i no estar prohibit, el portal és objecte d’importants restriccions a la República Popular de la Xina que en limiten la capacitat de cerca i, indirectament, constitueixen una forma de censura. El 2014 Google arribà a un acord amb Apple per a tancar un litigi que mantenia des del 2010 sobre patents de telèfons mòbils. L’abril del 2015 la Comissió Europea obrí un procés contra Google per abús de posició dominant. Entre altres denúncies, acusà l’empresa, que abastava prop del 90% de les cerques a internet de la Unió Europea, d’afavorir els seus propis productes en els resultats. Paral·lelament, Android fou també objecte d’al·legacions per la Comissió, que considerava que obligava a preinstal·lar a les tauletes i als mòbils amb aquest sistema operatiu components que excloïen intencionadament la possibilitat d’incloure’n o desenvolupar-ne d’altres de la competència o de codi obert. La primera de les multes per aquestes pràctiques s’imposà el juny del 2017 i la segona el juliol del 2018. En tots dos casos, la suma exigida es comptava entre les sancions més elevades imposades a una empresa.
El 2007 arribà a un acord per a digitalitzar per a la consulta en línia part dels fons de la Biblioteca Nacional de Catalunya, del monestir de Montserrat, de l’Ateneu Barcelonès, del Centre Excursionista de Catalunya i de la Biblioteca del Seminari de Barcelona, que incorporà al Projecte de Biblioteques de Google, al qual l’any següent afegí els fons de l’Institut d’Estudis Catalans. Per aquest projecte, per la inclusió del català en molts dels seus productes i pel domini google.cat (operatiu a partir del novembre del 2007), la Generalitat de Catalunya guardonà Google amb el Premi Nacional d’internet el 2008. El 2012 inclogué el català, el basc i el gallec a la seva cerca per veu, Voice Search, i el 2018 el català fou una de les quaranta llengües seleccionades per al sistema de traducció automàtica activada a través de l’aplicació Google Assistant. El 2008 fou reconegut amb el premi Príncipe de Asturias de la comunicació i les humanitats, atorgat als seus creadors.