查询采用二进制 DNS 报文格式，可以用 POST 发送，也可以经 base64url 编码后放在名为 dns 的 GET 参数中，发往 https://cloudflare-dns.com/dns-query 或 https://dns.google/dns-query 这样的 URL；一些服务商还提供 JSON API。浏览器在经过配置或系统解析器支持时，会使用 DoH 解析域名；替代方案是基于 TLS 的 DNS（RFC 7858，853 端口）和基于 QUIC 的 DNS（RFC 9250）。
DoH 加密的是到解析器的路径，但不会像 DNSSEC 那样认证数据，而且解析器仍能看到每一条查询。对工具而言，DoH 是在浏览器中获取公开记录（CAA、TLSA、DNSKEY，以及 DKIM 和 DMARC 的 TXT 记录）的便捷方式；本站由服务器辅助的 DNS 检测也通过这种方式获取数据，且只查询公开域名。