CAIWAは自然文の意味を解析する「意味認識エンジン」、会話状態を制御する「会話制御エンジン」（併せてCAIWAエンジン）、そして知識の元であるナレッジベース（知識のデータベース）から構成されています。
ユーザーからの入力文の意味を解釈し、ナレッジベース内を検索します。
そして入力に対してふさわしい回答文をユーザーに返し、会話を成立させる仕組みとなっています。

単純なキーワードマッチングで入力文と知識の比較を行っているのではなく、入力文全体の意味をとらえます。そして、入力に対する適切な回答を返すことを特長としています。
意味解析の処理には次のような判定が可能であり、ユーザーの入力の意図をとらえたり、入力で発生する言葉の”ゆらぎ”の吸収などを実現しています。

• 主部、述部などの構文解析
• 「～したい」が願望、「～したくない」が願望の否定を表わすなど、入力文の意図や肯定否定の判定
• 意味ネットワーク辞書における、単語の関係性（同義や上下など）判定など。
  さまざまなアルゴリズムで文章全体の意味をとらえます。
• 「お腹が空いた」は「空腹」と同じ意味だという、成句判定を行います。