“一次编译、到处运行”说的是Java语言跨平台的特性，简单地来讲，Java的跨平台特性与Java虚拟机的存在密不可分，可在不同的环境中运行。比如说Windows平台和Linux平台都有相应的JDK，安装好JDK后也就有了Java语言的运行环境。其实Java语言本身与其他的编程语言没有特别大的差异，并不是说Java语言可以跨平台，而是在不同的平台都有可以让Java语言运行的环境而已，所以才有了Java一次编译，到处运行这样的效果。
严格的讲，跨平台的语言不止Java一种，但Java是较为成熟的一种。了解编程的同学都知道“语言处理程序”，其实就是编译器。“一次编译，到处运行”这种效果就跟这个编译器有关。
首先来看编码阶段，即使用编程语言来写程序，但程序写完之后是不能直接运行的，还要进行下一个阶段的处理，即编译阶段，对于编程语言的处理需要编译器和解释器。它的意义在于把程序设计语言翻译成目标语言。也就是说，编程语言并不是计算机可以直接识别的语言，所以还需要一个“翻译官”来进行翻译。Java虚拟机和DOS类似，相当于一个供程序运行的平台。还记得我们在初学Java时用记事本写的简易程序吗？
在以上的讲解中已经提到程序从源代码到运行的三个阶段：编码——编译——运行——调试。这也是高级语言的一种共同特征。Java除了面向对象这一特征外，在编译阶段则体现了跨平台的特点。尚学堂•百战程序员陈老师指出编译过程大概是这样的：首先是将Java源代码转化成.CLASS文件字节码，这是第一次编译。.class文件就是可以到处运行的文件。然后Java字节码会被转化为目标机器代码，这是是由JVM来执行的，即Java的第二次编译。
“到处运行”的关键和前提就是JVM。因为在第二次编译中JVM起着关键作用。在可以运行Java虚拟机的地方都内含着一个JVM操作系统。从而使JAVA提供了各种不同平台上的虚拟机制，因此实现了“到处运行”的效果。需要强调的一点是，java并不是编译机制，而是解释机制。Java字节码的设计充分考虑了JIT（Just InTime）这一即时编译方式，可以将字节码直接转化成高性能的本地机器码，这同样是虚拟机的一个构成部分。