La successiva, importante innovazione della società, fu un nuovo programma per la pubblicità chiamato AdSense. Lanciato nel marzo 2003 e diffuso sul mercato mondiale in giugno, quel programma segnava una chiara linea di tendenza nel modello di business della società: non era un'attività commerciale legata alla pura ricerca, ma qualcosa di diverso. AdSense consentiva a editori Web grandi e piccoli di accedere all'imponente rete di inserzionisti pubblicitari di Google con un metodo "self-service": in pochi minuti, gli editori potevano aderire a AdSense e il sistema analizzava i loro siti collocando annunci pubblicitari pertinenti accanto al contenuto cui si riferivano, proprio come faceva AdWords per il sito di Google.
Ma c'era un'importante differenza con AdSense: qui il sistema era guidato non dalle richieste basate sulle intenzioni dei consumatori, come avveniva per la ricerca, ma dal contenuto di un sito. Il presupposto è che se un utente sta visitando un sito che, per esempio, parla di fiori, una pubblicità di fiori dalla rete di Google potrebbe calzare a pennello.
AdSense fu un successo, praticamente da ogni punto di vista: migliaia di editori aderirono al servizio, la maggior parte erano minuscoli siti che in precedenza non disponevano di alcun modo per monetizzare il piccolo volume di traffico che avevano raccolto. Questo era vero in particolare per i blog: a quel punto il collegamento con l'acquisto di Blogger divenne chiaro. Per molti, AdSense era l'equivalente di una magia: aggiungevano poche righe di codice al loro sito e nel giro di un mese o poco più cominciavano a trovare assegni da parte di Google nella loro casella postale.
Ma AdSense cresceva stabilmente come fonte di entrate, si stimava che all'inizio del 2005 incidesse per il 15 per cento del volume totale dei ricavi di Google.
AdSense era una nuova, significativa rete distributiva per quella che può essere considerata la seconda più imponente risorsa di Google, dopo la propria infrastruttura: la sua rete di inserzionisti.
Battelle J., “Google e gli altri”, Raffaello Cortina Editore, pag. 179