Base64是一种将任意二进制数据（不仅仅由纯文本字符组成的数据）转换为纯文本消息的方法，然后可以通过计算机网络进行传输。这就是所谓的编码。虽然base64编码消息的输出不是人类容易理解的，但它仍然由64个通用英语字符组成，这就是名称的来源，另外还有一个用于特殊目的的第65个字符。

base64背后的想法产生于通过网络通信（如电子邮件）获取不仅仅是简单文本字符的需求。第一批电子邮件最初是以美国信息交换标准代码（ASCII）中的字符编码的，ASCII是计算机中使用的一种编码方法，用于在显示器或打印机上将英语字母字符表示为文本。由于需要获得额外的二进制信息，开发了新的编码方案。

base64编码方法最初是在多用途Internet邮件扩展（MIME）标准中描述的。MIME标准定义的方法，通过该方法，非ASCII编码的其他字符（如非英语语言使用的字母表）以及其他任意二进制数据也可以编码为ASCII序列，并通过电子邮件进行传输。在MIME标准描述的两种主要编码方式中，base64与另一种称为quoted printable的编码方式共享角色。虽然引用的可打印方法能够将ASCII扩展到其有限的94个可打印字符之外，但base64可以获取任何字节序列并将其转换为ASCII序列。

Base64需要获取不符合ASCII标准的数据字符串，并将其转换为ASCII。为此，编码方法是将数据收集到三个字节的组中，并将其转换为表示相应ASCII字符的四个数字的过程。由于一个字节是8位，其中每个位用1或0表示，因此三个字节端到端链接，整个序列进入24位缓冲区。然后将24个1和0分为四组，每组6位，然后分配与ASCII字符匹配的数字。

由于base64能够对任何二进制数据进行编码，因此任何字节序列都可以通过该过程。然而，在编码的字节数不能被三整除的情况下，有一个缺点，就是这些字节可以放入缓冲区。如果一个字节序列包含，比如说，四个或五个字节，那么仍然需要一些东西来填充缓冲区并组成完整的24位。在这些情况下，每个缺失的字节由8个0表示，并随后在完成的编码中转换为填充字符。这就是前面提到的第65个字符的来源，在编码消息中用等号（=）表示；只有在需要填充时，它才会出现在编码的最后。

尽管base64最初是为通过电子邮件传输二进制数据而设计的，但它的使用已经在MIME之外的许多其他领域发挥了作用。其中一个相当常见的用途是web数据库和应用程序对数据进行编码，以便在web表单上创建统一资源定位器（URL）。可扩展标记语言（XML）还使用了一种变体，允许在XML文档中包含二进制数据，例如小图像。加密方法和其他安全相关技术（如隐藏密码）还存在其他变体。