В отличие от других аналогичных сервисов, показывающих спутниковые снимки в обычном браузере (например, Google Maps или TerraServer), в данном сервисе используется специальная, загружаемая на компьютер пользователя клиентская программа Google Earth. Такой подход хотя и требует расхода лишнего трафика, необходимого для закачивания самой программы, но зато в дальнейшем обеспечивает дополнительные возможности, немыслимые для обычного веб-интерфейса.

Google Earth автоматически подкачивает из интернета необходимые пользователю изображения и другие данные, сохраняет их в памяти компьютера и на жёстком диске для дальнейшего использования. Скачанные данные сохраняются на диске, и при последующих запусках программы заканчиваются только новые данные, что позволяет существенно экономить трафик.

Для визуализации изображения используется трёхмерная модель всего земного шара (с учётом высоты над уровнем моря), которая отображается на экране при помощи интерфейсов DirectX или OpenGL. Трёхмерность ландшафтов поверхности Земли и есть главное отличие от предшественника Google Maps. Пользователь может легко перемещатся в любую точку планеты, управляя положением «виртуальной камеры».