DOIs haben den Zweck, mit ihnen dauerhaft auf digitale Objekte verweisen zu können. Mittlerweile erhalten wissenschaftliche Publikationen bzw. deren digitale Kopien einen DOI, über den sie häufig verlinkt werden.
Dies wird erreicht, indem jedem Objekt ein einzigartiger und dauerhaft gültiger Name bzw. Nummer zugewiesen wird. Anhand dessen kann aus einer zentralen Datenbank die URL abgefragt werden, unter der das Objekt derzeit zugänglich ist.
In dieser Datenbank können auch mehrere URLs hinterlegt werden; es werden dann beim Zugriff auf das Objekt zunächst alle URLs aufgelistet.
Mit dem DOI will man das Problem der „toten Links“ lösen, die entstehen, wenn eine Seite ihre Position ändert, z.B. die Struktur eines Archivs einer wissenschaftlichen Zeitschrift umgebaut wird. Dies funktioniert aber nur, wenn jede Änderung der zentralen Datenbank mitgeteilt wird.