Скорее всего, у вас случай простой, как описал уже Алексей.
Ваш браузер в каждом запросе передаёт поле User-agent - строку, описывающую браузер, обычно уникальную для каждого браузера, ну и, естественно, ваш IP. Сервер запоминает вас в сессии условно как
"1.1.1.1:Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 5_1 like Mac OS X) AppleWebKit/534.46 (KHTML, like Gecko) Version/5.1 Mobile/9B179 Safari/7534.48.3"
Меняете браузер ИЛИ IP - и вас уже не распознают (если это ваш случай).
Из других методов есть:
куки, localstorage - о них вы уже в курсе.
Из более хитрых - javascript может использовать для идентификации кеш, особенности браузера, установленные дополнения и пр. - тут вариантов множество,
Ещё бывают flash - куки, и самое редкое, наверное - java.
Почитайте про evercookie
Чтобы наглядно покопаться в запросах-ответах, используйте Firebug.