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구글은 2004년부터 베타 서비스 이용자들을 선발하여 웹 기반의 이메일 계정을 제공하기 시작했다.

지메일로 다시 명명한 이메일 서비스는 2007년에 일반에 공개되었다. 구글은 지메일 서비스를 처음 시작할 때 무료로 제공하는 이메일 저장공간으로는 전례가 없었던 1기가바이트(10억 바이트)를 제공했다. 지메일 서비스 사용자들은 구글이 사용자들의 메시지에서 발견한 키워드를 기반으로 내보내는 광고를 함께 보아야 했다. 구글은 또한 지메일 사용자들에게 정기적으로 무료 저장공간의 양을 확대하는 정책을 폈다.

이 정책으로 2008년까지 7기가바이트가 넘는 저장공간을 제공하기에 이르렀고, 사용자들이 추가 공간을 임대하여 사용하는 것도 가능했다. 2007년 구글은 지메일의 보안기능을 강화하기 위해 이메일 보안업체인 포스티니를 6억 2,500만 달러에 인수했다. 이러한 구글의 행보는 다양한 사업들을 통합하려는 노력의 일환이었다.

지메일의 주요 장점 중 하나는 웹을 기반으로 하고 있다는 것이다. 그래서 사용자들은 컴퓨터나 개인용 휴대 정보 단말기(PDA), 또는 스마트폰에서도 인터넷에 접속하면 이메일을 확인할 수 있다. 또한 지메일은 서비스 이용자들에게 특정 인터넷 서비스 공급자(Internet service provider/ISP)와는 독립적인 이메일 주소를 제공한다. 이런 환경은 영구적으로 이메일 주소를 유지할 수 있게 한다.

2010년 2월 이후 구글은 소셜 네트워크 프로그램인 버즈(Buzz)를 지메일 안에 통합시켰다. 버즈는 페이스북이나 트위터와 유사한 방식으로 사용자들이 자신들의 지메일 네트워크상에서 사진과 데이터를 접속자들과 공유할 수 있도록 한다. 버즈는 트위터 서비스의 최대 140자 전송 제한을 적용하지 않았다.

2010년 1월 구글은 중국을 출발점으로 하는 일련의 지능적 해킹 공격을 탐지했다고 발표했다. 해킹 공격은 중국의 인권운동가들과 중국에 주재하고 있는 외신 기자들의 지메일 계정들로 발송되었다. 몇몇 경우 그 계정들은 수발신되는 모든 이메일들을 알 수 없는 계정들로 전송되도록 재설정되었다. 구글은 지메일 프로토콜을 웹 기준 HTTP에서 암호화된 HTTPS로 바꾸는 것으로 즉각적인 대응을 했다. 이 변화는 속도를 낮추면서 보안을 강화시킨 정책 결정이었다.