This doctoral work focuses on identifying and understanding the intents that motivate a user to perform a search on the Web. To this end, we apply machine learning models that do not require more information than the one provided by the very needs of the users, which in this work are represented by their queries. The knowledge and interpretation of this invaluable information can help search engines to obtain resources especially relevant to users, and thus improve their satisfaction. By means of unsupervised learning techniques, which have been selected according to the context of the problem being solved, we show that is not only possible to identify the user’s intents, but that this process can be conducted automatically. The research conducted in this thesis has involved an evolutionary process that starts from the manual analysis of different sets of real user queries from a search engine. The work passes through the proposition of a new classification of user’s query intents; the application of different unsupervised learning techniques to identify those intents; up to determine that the user’s intents, rather than being considered as an uni–dimensional problem, should be conceived as a composition of several aspects, or dimensions (i.e., as a multi–dimensional problem), that contribute to clarify and to establish what the user’s intents are. Furthermore, from this last proposal, we have configured a framework for the on–line identification of the user’s query intent. Overall, the results from this research have shown to be effective for the problem of identifying user’s query intent. / Este trabajo doctoral se enfoca en identificar y entender las intenciones que motivan a los usuarios a realizar búsquedas en la Web a través de la aplicación de métodos de aprendizaje automático que no requieren datos adicionales más que las necesidades de información de los mismos usuarios, representadas a través de sus consultas. El conocimiento y la interpretación de esta información, de valor incalculable, puede ayudar a los sistemas de búsqueda Web a encontrar recursos particularmente relevantes y así mejorar la satisfacción de sus usuarios. A través del uso de técnicas de aprendizaje no supervisado, las cuales han sido seleccionadas dependiendo del contexto del problema a solucionar, y cuyos resultados han demostrado ser efectivos para cada uno de los problemas planteados, a lo largo de este trabajo se muestra que no solo es posible identificar las intenciones de los usuarios, sino que este es un proceso que se puede llevar a cabo de manera automática. La investigación desarrollada en esta tesis ha implicado un proceso evolutivo, el cual inicia con el análisis de la clasificación manual de diferentes conjuntos de consultas que usuarios reales han sometido a un motor de búsqueda. El trabajo pasa a través de la proposición de una nueva clasificación de las intenciones de consulta de usuarios, y el uso de diferentes técnicas de aprendizaje no supervisado para identificar dichas intenciones, llegando hasta establecer que éste no es un problema unidimensional, sino que debería ser considerado como un problema de múltiples dimensiones, donde cada una de dichas dimensiones, o facetas, contribuye a clarificar y establecer cuál es la intención del usuario. A partir de este último trabajo, hemos creado un modelo para la identificar la intención del usuario en un escenario on–line.