Les bases de données du WHOIS sont pour la plupart gérées par les bureaux d'enregistrement et les opérateurs de registre. Ainsi, Public Interest Registry (PIR) assure la gestion du registre .org. Le département IANA de l'ICANN gère le registre central pour tous les différents types de ressources Internet et assure l'aiguillage vers le serveur WHOIS du (sous)-registre responsable ainsi que vers les informations de contact du registre concerné.
Les opérateurs de registre DNS gèrent également un autre système clé : les serveurs de noms autoritaires, qui détiennent les informations nécessaires pour connaître la localisation d'un site Internet. Par exemple, si vous saisissez www.icann.org dans un navigateur, votre fournisseur d'accès Internet (FAI) commencera par interroger les serveurs racine codés en dur afin de connaître les serveurs de noms associés au nom de domaine recherché. Un de ces serveurs de noms sera ensuite contacté et il fournira l'adresse IP du nom de domaine recherché. Votre ordinateur pourra donc se connecter à l'ordinateur qui héberge la page d'accueil du site de l'ICANN.
L'opérateur de registre à interroger à chaque fois dépend de la partie la plus à droite du nom de domaine (par exemple, .COM, .NET, CO.UK, IP6.ARPA), appelée aussi « nom de domaine de premier niveau » (TLD), qui ne cesse d'évoluer. Si le FSI ne sait pas encore quel est le serveur de noms qu'il doit interroger pour une partie spécifique du nom de domaine, il commencera par interroger un serveur racine. Il existe plusieurs serveurs racine situés partout dans le monde, qui aiguillent les requêtes vers les serveurs de noms appropriés en aval.
Le WHOIS est conçu pour travailler de la même façon : le processus commence à WHOIS.IANA.ORG et suit les aiguillages vers les serveurs WHOIS en aval jusqu'à l'obtention de l'information requise. Ce processus est illustré ci-dessous pour un registre « détaillé ». Pour les registres « résumés », un processus d'interrogation supplémentaire adressé à la base de données du bureau d'enregistrement est nécessaire pour obtenir les données WHOIS relatives au nom de domaine recherché.
