Java安全性和可移植性的關鍵在於Java編譯器的輸出並不是可執行的程式碼，而是位元組碼（bytecode）。位元組碼是一套在Java執行時系統執行的高度優化的指令集，該Java執行時系統稱為Java虛擬機器(JavaVirtual Machine，JVM)。在其標準形式下，JVM 就是一個位元組碼直譯器。這可能有點讓人吃驚，因為出於對效能的考慮，大多數現代語言都被設計為編譯型，而不是解釋型。然而，正是通過JVM解釋Java程式才有助於解決在Internet上下載程式的主要問題。這就是Java輸出位元組碼的原因。

      將一個Java程式翻譯成位元組碼，有助於更容易地在一個大範圍的環境下執行程式。原因非常直接：只要在各種平臺上都實現Java虛擬機器就可以了。在一個給定的系統中，只要系統執行時包存在，任何Java程式就可以在該系統上執行。記住：儘管不同平臺的Java虛擬機器的細節有所不同，但它們都解釋同樣的Java位元組碼。如果一個Java程式被編譯為本機程式碼，那麼對於連線到Internet上的每一種CPU型別，都要有該程式的對應版本。這當然不是一個可行的解決方案。因此，通過JVM執行位元組碼是編寫真正可移植性程式的最容易的方法。

       由JVM執行Java程式也有助於提高它的安全性。因為JVM控制Java程式的執行，所以它可以包含這個程式並且能阻止它在系統之外產生負作用。而Java語言某些限制增強了它的安全性。

       一般程式被編譯為一種中間形式，然後由虛擬機器解釋執行時，其執行速度比將程式編譯為可執行程式碼來執行要慢。但是對Java來說，這兩者之間的差別不太大。由於已高度優化了位元組碼，所以使用位元組碼能夠使JVM以比想象的快得多的速度執行程式。

       儘管Java最初被設計為解釋，但是在技術上Java並不妨礙將位元組碼動態的編譯為本機程式碼。在最初發布Java後不久，SUN公司提供了HotSpot技術。HotSpot有一個位元組碼編譯器——JIT（Just In Time，即時）。JIT是Java虛擬機器的一部分，它根據需要一部分一部分地將所選的位元組碼實時編譯為可執行程式碼。但它不能將整個Java程式一次性全部編譯為可執行的程式碼，因為Java要執行各種執行時檢查，而這些檢查只有在執行時才執行。記住這一點是很重要的，實際上，JIT編譯器只編譯執行時需要的程式碼。另外，JIT並非編譯所有的位元組碼序列，而只是編譯那些以後有用的位元組碼，對剩餘程式碼仍只是進行解釋。儘管如此，這種即時編譯執行的方法仍然使效能得到較大提高。在對位元組碼進行動態編譯後，Java程式的可移植性和安全性仍能得到保證，因為JVM仍然能夠控制Java程式的執行環境。