首先必须明白，开发者所编写的JavaScript代码都是运行在JavaScript脚本引擎上的。Node.js采用的是V8引擎，这个引擎最初是被用在一些浏览器上，比如Chrome。
浏览器的主要结构就包括渲染引擎（也称浏览器内核，比如常听说的webkit、blink）和JavaScript脚本引擎。JavaScript引擎的一个重要作用就是为了操作DOM，如果采用多线程的结构的话很容易导致冲突，比如多段代码在操作同一个的DOM元素的时候会因为执行时间先后导致执行结果难以预测。所以采用了单线程的形式简化问题，同时还让渲染引擎和JavaScript引擎互斥的方式执行，也就是相互阻塞，渲染的页面的时候不执行脚本，执行脚本的时候不渲染页面。
但是JavaScript的功能不光是操作DOM啊，尤其是AJAX技术出现之后，JavaScript还有发送网络请求的作用，继续用单线程的方式会阻塞整个页面。但是又要支持这种异步的操作，怎么办呢？
JavaScript引擎于是采用回调的形式来处理异步问题。当进行可能产生阻塞的IO操作时（比如网络请求、文件读写），那么交给底层的线程来处理，同时JavaScript引擎内部维护一个执行队列，轮询底层线程的执行结果，当某个执行完成时，调用对应的回调函数返回结果。
再回到Node.js，JavaScript引擎作为Node.js的一部分，也将这种特性带入了Node.js。但是与浏览器环境不同的是，Node.js没有了渲染引擎，同时内部还有一些其他的C++库来处理IO操作。所以常说的单线程异步特性指的是JavaScript引擎的特性。下面是Node.js的运行简图
Node.js和Java在线程最大的区别应该是。Node.js的子线程是底层控制的，对于开发者而言是不可见的（Node.js 10 以后的版本添加了实验性功能，支持多线程处理CPU密集型问题。），好处就是开发者不再需要关注线程的管理，只需要写好异步代码就行，而Java提供了多线程的API，需要开发者手动管理。
打个比方，就像C++对内存操作开放给了开发者，但是Java的内存由jvm管理。