Dans le cas des applications à page unique, le serveur ne met à disposition que le site Web initial, composé d’un document HTML. Dans ce document se trouve, en plus de la structure de base du site Web et le design défini par CSS, un élément appelé DOM. Celui-ci est particulièrement important pour le fonctionnement des Single Page Applications : il s’agit du Document Object Model, dans lequel se trouve tout le code qui assure la fonctionnalité du site Web. Celui-ci est rédigé dans le langage de programmation JavaScript.
Lors d’une interaction avec l’utilisateur, des données au format JSON ou XML sont chargées en arrière-plan et de manière invisible pour l’utilisateur. Celles-ci sont ensuite automatiquement insérées dans le DOM de la page Web chargée. Ainsi, toute la logique de présentation de l’application Web est exécutée directement du côté du client, à savoir dans le navigateur. Le serveur se contente de fournir des données, mais pas des pages Web entières.
Un exemple de Single Page Application populaire est le réseau social Twitter. Lorsque l’utilisateur appelle le site dans le navigateur via l’URL, le navigateur en tant que client envoie une requête au serveur. Le site Web est chargé et mis à la disposition de l’utilisateur. Si celui-ci interagit maintenant avec Twitter, par exemple pour regarder un profil, seul le code JavaScript correspondant est exécuté et le détour par le serveur est supprimé. Ainsi, le contenu du site Web n’est rechargé que progressivement. C’est pourquoi la charge du serveur est plutôt faible pour les Single Page Applications.