TCP/IP předpokládá existenci čtyř vrstev:

• vrstvy síťového rozhraní,
• síťové (IP vrstvy),
• transportní,
• aplikační.

Vrstvy TCP/IP (zdroj: autor)

Pro protokoly TCP/IP jsou podstatné zejména tři nejvyšší.

Vrstva síťového rozhraní zajišťuje přenosové služby (konkrétně přenos tzv. rámců) mezi sousedními uzly. Využívá k tomu přenosové mechanismy, které jsou k dispozici a nejsou součástí TCP/IP, např. Ethernet nebo Wi-Fi.

Síťová vrstva dále zajišťuje přenos tzv. paketů mezi dvěma libovolnými uzly. Vykonává směrování, tzv. routing, pro hledání nejvhodnější cesty k cílovému uzlu.

Transportní vrstva má na starosti vzájemnou komunikaci koncových uzlů. Mezi funkce této vrstvy patří zajištění spolehlivosti přenosu a rozlišování různých příjemců a odesílatelů v rámci jednoho uzlu.

Aplikační vrstva vykonává pomocí služeb prezentační vrstvy činnosti jednotlivých aplikací, které musí být standardizovány.