OSI参照モデルでの層名
主なプロトコル
使用機器
TCP/IPでの階層名
アプリケーション層
HTTPFTPPOP SMTPTelnetDNS SNMP
ゲートウェイ
アプリケーション層
プレゼンテーション層
 mp3avi  lzhzip
セッション層
NetBIOSPAP
トランスポート層
TCPUDP
トランスポート層
ネットワーク層
IP  ICMP  ARP  
    RARP
ルータ
インターネット層
データリンク層
Ethernet
スイッチブリッジ
リンク層
物理層
ケーブルの規格、形状など
各種ケーブルコネクタ
物理層からトランスポート層までが、通信をきちんと成立させるための土台作りとしての機能を持っているのに対し、アプリケーション層は、ソフトウェアによる便利なサービスなどを付加するための機能を持っている。すなわち、ユーザが直接触ることになる機能を司っている。インターネット上で技術を駆使して展開されている様々なサービスは、このアプリケーション層に属するプロトコルを利用しているものが多いのである。
具体的な機能としては、ファイルの転送、HTMLの閲覧、メールの送受信、ネットワークを介した時計合わせ（UNIXではプログラムの性質上、重要）、セキュリティの確保などがある。
TCP/IPにおけるアプリケーション層は、OSI参照モデルにおけるアプリケーション層、プレゼンテーション層とセッション層の3つを統合したものである。よって、機能としてもその3つの機能を全て保持している。セッション層やプレゼンテーション層のプロトコルはアプリケーション層のプロトコルの機能とみなされ、それ自体はプロトコルとしては省略されている。
主なプロトコルとしては、FTP、TFTP、DNS、SNMP、SMTP、HTTP、Telnetなどがある。
トランスポート層はその名の通り、データの転送を制御する役割を果たす。もう少し具体的に言うと、データ転送の際にデータの誤りなどを検出し、送信元に再送を要求したりといった機能を持っている。そうして得た正しいデータを、アプリケーション層に属する機能を利用したソフトウェアへ正しい状態で送る、というところまでの役割を持っている。
トランスポート層のプロトコルは、TCPとUDPである。この2つは互いに密接な関わりを持っており、ネットワークの規模や用途によって使い分ける必要がある。
TCP/IPにおいて、最も重要な層である。IPアドレスの割り当て、データの伝送経路の選択（ルーティングという）などを主に司る。
プロトコルとしては、最も重要なIPと、その補助的な役割を果たすICMP、ルーティングプロトコルであるARP、RARPなどがある。
直結した端末同士での、電気信号の伝送制御、誤り検出、再送要求などの機能を持っている。トランスポート層と類似した役割だが、こちらはより物理的な部分で、データというよりも電気信号そのものを扱う。スイッチやブリッジといった機器を用いて、送信元や宛先を特定する機能も持っているが、ここではIPアドレスではなくMACアドレス（物理アドレス）を用いて行う。
プロトコルとしては、Ethernet、Token-Ring、PPPなどがある。
直接接続された機器や端末において、電気信号を届けるための各種機能を司る。データや電気信号の正誤に関係なく、電気信号がいかに届くかのみに絞られている。
プロトコルとしては、接続するケーブルの形状やコネクタの種類などがそれである。広義には、電柱を伝っている電線や光ファイバーなどもここに位置する。