Ký tự thay thế (wildcard character) được hiểu là một ký tự có thể dùng để thay thế, hay đại diện cho một tập hợp con của tập các ký tự chưa được xác định hoàn toàn. Một cách đơn giản hơn, ký tự thay thế là ký tự được dùng để đại diện cho một ký tự, hay một chuỗi ký tự trong một từ khoá, mệnh đề, câu hay dãy các ký tự.Nhiều máy truy tìm hỗ trợ cho việc sử dụng hai loại ký tự thay thế. Đó là dấu sao * và dấu chấm hỏi ?

• Dấu sao *: dấu này sẽ thay thế cho một dãy bất kì các ký tự (chữ, số, hay dấu). Ví dụ, trong từ khoá có t*ng thì chữ t*ng có thể hiểu ngầm là tướng, từng, tuồng, ttamxng,...
  Cần lưu ý sự khác biệt về ý nghĩa đối với ký tự thay thế * dùng trong các hệ điều hành như là DOS, LINUX, Windows,... Theo cách hiểu của các hệ thống này thì dấu * hoàn toàn không bị lệ thuộc vào biên giới của một từ. Trong khi đó, dấu * dùng trong máy truy tìm sẽ được hạn chế trong biên giới của một từ. Ví dụ, từ khoá My* dùng trong các công cụ tìm kiếm của các hệ điều hành kiểu Windows thì nó có thể là My Downloads, My Documents, My Yahoo!, my_magazines.ico, mysql.php, myth_psychemohop.jpg, mystere,.... Trong khi đó my* trong các máy truy tìm chỉ giới hạn trong các chữ) lập thành bắt đầu với my. Như vậy, trong ví dụ trên thì My Downloads, My Documents, My Yahoo! sẽ không được máy truy tìm xem xét mà chỉ có my_magazines.ico, mysql.php, myth_psychemohop.jpg, mystere là hợp lệ mà thôi.
  AltaVista, Inktomi (iWon), Northern Light, Gigablast, Google, Yahoo, MSN,... đều hỗ trợ cho cách dùng dấu * này.
• Dấu chấm hỏi ?: dùng thay cho một ký tự duy nhất nào đó. Ví dụ, ph?ng có thể là phong, phặng, ph@ng, ph_ng, ph-ng,... nhưng không thể là phượng, ph ng, phug, phăang.
  AOL Search, Inktomi (iWon) là các máy truy tìm có hỗ trợ dấu ? này.

Dấu ngã ~: Đặc biệt trong Google có một cách để tìm không những các trang có chứa từ khoá mà còn tìm các trang có chứa chữ đồng nghĩa (synonym) Anh ngữ với từ khoá. Ví dụ, ~food facts sẽ giúp truy tìm các dữ liệu có chữ "food facts" và các chữ tương đương như "nutrition facts",... Sự truy tìm theo hỗ trợ này đặc biệt hữu dụng trong trường hợp các tài liệu cần tìm quá hiếm hoi.