Os protocolos TCP/IP são organizados em cinco camadas conceituais. Embora algumas camadas do modelo de referência TCP/IP correspondam a camadas do modelo de referência OSI, o esquema de divisão em camadas OSI não possui uma camada que corresponde à camada de Inter-rede do TCP/IP.

Os protocolos da camada 3, Inter-rede, do modelo TCP/IP, especificam o formato dos pacotes enviados através de uma inter-rede, como também mecanismos usados para encaminhar pacotes a partir de um computador por meio de um ou mais roteadores até um destino final.

No modelo de referência OSI, os protocolos da camada 6, Apresentação, especificam como representar dados. Tais protocolos são necessários porque diferentes marcas de computadores usam representações internas diversas para inteiros e caracteres.

Os protocolos da camada 4, Transporte, que são os responsáveis por especificar os detalhes de transferência confiável,estão entre os mais complexos.

Os protocolos da camada 2, Link de dados, do modelo OSI, especificam como são atribuídos endereços e como são encaminhados pacotes de uma ponta a outra da rede.