Base64編碼可用於在HTTP環境下傳遞較長的標識信息。在其他應用程序中，也常常需要把二進制數據編碼為適合放在URL（包括隱藏表單域）中的形式。此時，采用Base64編碼不僅比較簡短，同時也具有不可讀性，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到。
然而，標准的Base64並不適合直接放在URL里傳輸，因為URL編碼器會把標准Base64中的「/」和「+」字符變為形如「%XX」的形式，而這些「%」號在存入數據庫時還需要再進行轉換，因為ANSI SQL中已將「%」號用作通配符。
為解決此問題，可采用一種用於URL的改進Base64編碼，它不在末尾填充'='號，並將標准Base64中的「+」和「/」分別改成了「*」和「-」，這樣就免去了在URL編解碼和數據庫存儲時所要作的轉換，避免了編碼信息長度在此過程中的增加，並統一了數據庫、表單等處對象標識符的格式。
URL安全的Base64編碼適用於以URL方式傳遞Base64編碼結果的場景。該編碼方式的基本過程是先將內容以Base64格式編碼為字符串，然后檢查該結果字符串，將字符串中的加號+換成中划線-，並且將斜杠/換成下划線_。
詳細編碼規范請參考RFC4648標准中的相關描述。
補充：對於末尾的“=”占位符，Bouncy Castle將之用.代替，而Commons Codes杜絕任何的補位符。下面的示例代碼使用了Bouncy Castle的方法，將“=”用“.”代替。
用於URL的改進版Base64編碼C#實現：
/// <summary>
/// 從二進制字符轉換為適用於URL的Base64編碼字符串
/// < /summary>
public static string ToBase64StringForUrl(byte[] token)
{
return Convert.ToBase64String(token).Replace('+', '*')
.Replace('/', '-')
.Replace('=', '.');
}