Thời gian đến byte đầu tiên (Time to First Byte - TFF) đo khoảng thời gian giữa lúc trình duyệt yêu cầu tài nguyên và lúc nhận được byte đầu tiên của phản hồi. TFF tổng hợp nhiều giai đoạn riêng biệt: chuyển hướng, phân giải DNS, thiết lập kết nối, đàm phán TLS, bản thân yêu cầu và thời gian xử lý của máy chủ trước khi bắt đầu phản hồi. Vì mọi thứ khác trong quá trình tải trang đều phụ thuộc vào phản hồi này, nên TFF đóng vai trò như một ngưỡng tối thiểu cho mọi chỉ số tải trang tiếp theo.
Giá trị chẩn đoán của nó đến từ vị trí đó trong chuỗi xử lý. Một trang có thời gian hiển thị nội dung lớn nhất chậm và thời gian phản hồi byte đầu tiên nhanh cho thấy có vấn đề ở phía giao diện người dùng, trong việc phân phối tài nguyên, hiển thị hoặc chặn tài nguyên. Cùng một trang đó nhưng thời gian phản hồi byte đầu tiên chậm lại cho thấy có vấn đề ở phía máy chủ hoặc mạng, và việc tối ưu hóa hình ảnh hay trì hoãn thực thi tập lệnh sẽ không khắc phục được, vì trình duyệt chưa nhận được bất kỳ dữ liệu nào để xử lý. Xác định vấn đề nào trong số này là bước đầu tiên trong bất kỳ cuộc điều tra hiệu năng nghiêm túc nào.
Các nguyên nhân gây ra hiện tượng này được chia thành hai loại: mạng và máy chủ. Về phía mạng, khoảng cách địa lý giữa người truy cập và máy chủ gốc gây ra độ trễ không thể tránh khỏi, chuỗi chuyển hướng làm tăng thêm một lượt truyền dữ liệu khứ hồi, và việc kết nối cũng như đàm phán TLS làm tăng thêm các lượt truyền dữ liệu khứ hồi cho các kết nối mới. Về phía máy chủ, mã ứng dụng chậm, các truy vấn cơ sở dữ liệu không được lập chỉ mục hoặc không hiệu quả, các cuộc gọi đến các dịch vụ bên ngoài được thực hiện đồng bộ trong quá trình yêu cầu, bộ nhớ đệm không có hoặc không hiệu quả, và tranh chấp tài nguyên trên dịch vụ lưu trữ dùng chung là những nguyên nhân thường gặp.
Các giải pháp cũng khác nhau tùy thuộc vào khoảng cách. Mạng phân phối nội dung (CDN) giải quyết vấn đề khoảng cách bằng cách phục vụ từ các vị trí gần người truy cập và có thể phục vụ các phản hồi có thể lưu vào bộ nhớ đệm hoàn toàn từ máy chủ biên mà không cần liên hệ với máy chủ gốc. Việc lưu vào bộ nhớ đệm ở nhiều lớp, bao gồm lưu vào bộ nhớ đệm toàn trang, phân đoạn, đối tượng và truy vấn cơ sở dữ liệu, giúp loại bỏ công việc lặp lại. Loại bỏ chuỗi chuyển hướng giúp loại bỏ toàn bộ các vòng lặp, đây thường là cải tiến lớn nhất hiện có trên các trang web có cấu trúc URL cũ. Các giao thức hiện đại và việc tái sử dụng kết nối giúp giảm chi phí đàm phán. Về phía ứng dụng, việc tối ưu hóa truy vấn và chuyển các công việc không cần thiết ra khỏi đường dẫn yêu cầu giúp giải quyết vấn đề ở phía máy chủ.
Việc đo lường cần phân biệt giữa phản hồi được lưu trong bộ nhớ cache và không được lưu trong bộ nhớ cache, cũng như giữa lần truy cập đầu tiên và các lần truy cập lặp lại, vì sự khác biệt giữa chúng có thể lên đến một bậc độ lớn và giá trị trung bình sẽ che giấu cả hai khía cạnh này. Dữ liệu thực địa được phân đoạn theo vị trí địa lý và loại kết nối sẽ cung cấp nhiều thông tin hơn so với một con số đơn lẻ, bởi vì một trang web có số liệu tổng thể chấp nhận được có thể đang phục vụ một thị trường nào đó rất kém hiệu quả. Việc kiểm tra từ vị trí lưu trữ trang web, vốn là mặc định phổ biến, thường đánh giá thấp trải nghiệm của khách truy cập ở xa.
Tỷ lệ truy cập bộ nhớ cache là chỉ số chẩn đoán hữu ích nhất khi nghiên cứu chỉ số này trên một trang web nằm sau mạng phân phối nội dung (CDN), và nó thường kém vì những lý do dễ khắc phục. Các phản hồi được đánh dấu là không thể lưu vào bộ nhớ cache theo mặc định, các khóa bộ nhớ cache bị phân mảnh bởi các tham số theo dõi hoặc tiêu đề không cần thiết, và thời gian hết hạn ngắn đều khiến các yêu cầu đến được máy chủ gốc mà không cần thiết. Việc đo lường tỷ lệ các yêu cầu được phục vụ từ máy chủ biên và xem xét điều gì phân biệt các yêu cầu bị lỗi thường xác định được một số ít quyết định cấu hình chịu trách nhiệm cho hầu hết các trường hợp đó. Cải thiện tỷ lệ này sẽ giảm cả độ trễ cho khách truy cập và tải trên máy chủ gốc, từ đó cải thiện các phản hồi thực sự cần được tạo ra.
Vì việc cải thiện thường đòi hỏi những thay đổi về cơ sở hạ tầng, chiến lược bộ nhớ đệm hoặc mã ứng dụng hơn là các tài sản ở phía giao diện người dùng, nên đây là biện pháp mà công việc tối ưu hiệu năng thường chuyển từ lớp trình bày sang lớp kỹ thuật. Trên thực tế, nó được giải quyết một cách phối hợp bởi... hiệu suất web và phát triển sản phẩmVà thường thì đây là hạn chế cần được giải quyết trước tiên, vì việc tối ưu hóa giao diện người dùng được áp dụng trên một hệ thống có tốc độ xử lý chậm sẽ tạo ra kết quả đáng thất vọng, và những kết quả này sau đó lại bị quy kết sai cho công việc tối ưu hóa.