Google翻译提供即时翻译功能（即时输入即时翻译），用家可以在左边的输入字段输入文字，翻译结果会即时在右边的结果框显示。将鼠标移到翻译结果文字上可以看到其对应的原文。此外，Google翻译亦提供朗读功能（包括原文和译文），用家亦可查看日文的罗马拼音、汉字的汉语拼音，甚至韩文拼音等等，功能可算全面。
与其他自动翻译工具类似，Google翻译亦有其自身功能局限。虽然用户可以通过其帮助来大致理解以外文书写的文章大意，但Google翻译服务无法提供准确的译文，也不能提供可用于出版的内容，例如，它经常会不依据上下文来翻译词汇，而且会在翻译时不遵守语法规则，这是因为其机器翻译算法与传统的基于语法分析的算法不同，采用的是基于统计分析的算法。
Google翻译采用的翻译方法称作“统计机器翻译”，具体而言，采用的是基于Franz-Josef Och参加2003年美国国防部高级研究项目局（DARPA）的机器速度翻译竞赛时获奖的研究成果。Och现在领衔Google机器翻译小组。
根据Och的说法，若想要开发一个可用于翻译一对全新语言对的统计机器翻译系统，必须做好如下的数据基础搜集才能有保障：一个拥有百万的单字数量级别的双语文本语料库（或者其平行库集合），以及属于这两种语言的单语语料库，各自得拥有十亿以上的单字。然后，用于翻译这一对语言的机器翻译结果就会通过这些数据产生的统计模型而得出。
为了获取这种海量容量的语言学资料，Google采用了联合国文档作为语料库内容来源。[3]由于同样的一份联合国文档通常会有属于六种联合国官方语言的译本，因此，Google如今就拥有了一个相当于经人工翻译了两百万单字的七种语言的语料库。
而这一点很可能就是Google翻译之所以一开始专注的是开发英语和阿拉伯语、中文之间的翻译系统，而非英语和日语或英语和德语这两对语言之间的翻译系统的原因。因为阿拉伯语和中文属于联合国六种官方语言，而日语、德语不是。
Google的专员卓坤婷曾积极参加在日本举行的国内会议，在会场上向专家征集英日两种语言之间的双语语料库。
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