HTML5和HTML4之间存在显著差异，这些差异主要体现在语言结构和功能扩展方面。HTML5被设计用于现代网页的需求，更加重视多媒体和应用程序的集成，提供了新的语义标签，显著提高了网页的可读性和可维护性。
HTML4的语义相对较弱，主要依赖于结构化标签，如div和span来表示页面的不同部分。而在HTML5中，引入了许多新的语义标签，如header、footer、article和section等，使得网页结构更加清晰，语义更加丰富。这种改进使得搜索引擎和辅助技术能够更好地理解网页内容。
在多媒体支持方面，HTML5大幅增强了对视频和音频的支持，以video和audio标签为核心，允许用户直接在网页上嵌入多媒体内容，而不需要使用插件。相比之下，HTML4依赖于外部插件（如Flash）来播放多媒体内容，带来了一系列兼容性和安全性问题。
HTML5还引入了新的表单控件，例如日期选择、颜色选择和范围滑块等，这些新增的控件显著提升了用户体验。HTML4中的表单控件比较有限，用户在输入数据时的体验较差。
在存储和离线支持方面，HTML5提供了本地存储和应用缓存，使得开发人员可以创建更具交互性的网页应用，而不再依赖服务器。这种功能在HTML4中并不存在，导致离线工作变得相对困难。
安全性也是HTML5的重要考虑，新的API和特性提高了整体网页安全性。而HTML4由于较早出现，在这一点上显得不够完善，常常需要外部的解决方案来增强安全性。
新版本对CSS的支持也更加友好，CSS3的各种特性在HTML5中得到了更好的支持，使得网页设计更加灵活与美观。这样的进步在HTML4中是无法实现的。
HTML5通过API的提供，允许开发人员可以更方便地进行网络应用的开发和设计。例如，Canvas用于绘图，Geolocation用于位置服务，这些功能在HTML4都是缺失的。