Семантический Web представляет собой иерархическую структуру, включающую несколько слоев моделей и языков описания информации (рис. 1).
В основании иерархической пирамиды находятся способы кодирования (форматы) данных, такие как, например, ASCII, UNICODE, графические форматы, а также ссылочные идентификаторы URI (Universal Resource Identifier).
Выше расположен уровень языков разметки HTML и XML (вместе со схемами HTML и XML или таблицами определения типов DTD).
Далее следует уровень с моделью RDF и языком RDFS (RDF Schema), служащими для описания метаданных, их интерпретации и обмена данными между приложениями. Если на уровне языков HTML и XML рассматриваются вопросы, связанные только со структурой документов, то на уровне RDF/RDFS решаются проблемы обеспечения семантической интероперабельности документов.
Верхний уровень занимают модели и языки онтологии, создаваемые на базе RDF/RDFS-средств. К языкам онтологии относятся DAML (DARPA Agent Markup Language), OIL (Ontology Interchange Language), OWL (Web Ontology Language) и др. С их помощью можно устанавливать эквивалентность классов, представлять теоретико-множественные операции над классами и т.п.
Применение семантического Web направлено на повышение эффективности решения следующих проблем:
Следует отметить, что для всех языков разметки на верхних иерархических уровнях, представленных на рис. 1, в качестве основы принят язык XML.
Рис. 1.  Семантический Web