El modelo de capas más conocido es el marco de referencia OSI (Open Systems Interconnection) de la Organización Internacional de Estándares (ISO, International Standards Organization).

La función de cada capa se describe brevemente a continuación:

1. Capa Física. Define las características de los elementos necesarios para la conexión así como las de los bits enviados (características eléctricas, ópticas, etc.).

2. Capa de Enlace de Datos: Se encarga de dar formato y de proveer una transmisión libre de errores entre dos elementos conectados directamente. En esta capa entra una parte importante de las funciones realizadas por los protocolos de red de área local como Ethernet.

3. Capa de Red. Establece los mecanismos necesarios para encaminar eficientemente la información entre los equipos terminales En Internet, estas funciones las realiza el protocolo IP (Internet Protocol).

4. Capa de Transporte. Provee la transferencia transparente de datos de extremo a extremo de la red. Esta capa puede encargarse de garantizar que la información llega a su destino correctamente, como lo hace el protocolo TCP (Transmission Control Protocol) en Internet.

5. Capa de Sesión. Se encarga de controlar el establecimiento y el fin de un diálogo entre dispositivos. No existen protocolos en la pila TCP/IP definidos específicamente para realizar las funciones de esta capa, ni de la de presentación.

6. Capa de Presentación. Transforma datos para proveer una representación estándar e interoperable entre los equipos terminales.

7. Capa de Aplicación. A través de esta capa los usuarios acceden a los servicios de la red. En ella se definen, por ejemplo, los protocolos SMTP, FTP y HTTP utilizados, respectivamente, para intercambiar mensajes de correo electrónico, transferir archivos y navegar a través de las páginas Web.