Zgodnie z zapisem dokumentacji technicznej, KHTML był zbudowany jako biblioteka, której podstawowym obiektem był KHTMLPart, odpowiedzialny za przetwarzanie dokumentu i współpracujący z widokiem KHTMLView. Dokumenty HTML były przetwarzane przez tokenizer i parser, które tworzyły drzewo zgodne z modelem DOM, natomiast dokumenty XML wykorzystywały mechanizmy parsowania XML biblioteki Qt. Na podstawie drzewa DOM oraz arkuszy stylów CSS, KHTML tworzył odrębne drzewo renderowania, zawierające obiekty odpowiedzialne za rozmieszczenie i wyświetlanie poszczególnych elementów. Drzewo renderowania mogło różnić się od DOM, m.in. ze względu na tworzenie anonimowych elementów wynikających z zasad formatowania CSS. Za dobór reguł CSS odpowiadał CSSStyleSelector, natomiast mechanizm layoutu obliczał rozmieszczenie elementów w dostępnej przestrzeni, po czym KHTMLView rysował wynik na ekranie. KHTML obsługiwał również ładowanie zewnętrznych zasobów, takich jak obrazy i arkusze stylów, za pomocą mechanizmu Loader pełniącego także funkcję pamięci podręcznej.