TCP/IP协议族与OSI参考模型一样，分为不同的层次开发，每一层负责不同的通信功能。分为应用层、传输层、网络层和链路层，不同的网络层次有不同的协议组成 。
网络接口层（链路层）规定了传输数据所需要的机械、电气、功能及规格等特性，提供检错、纠错、同步等措施，同时进行流量调控；网络层主要协议有IP、ICMP、IGMP、RARP、ARP；传输层是为了两台主机间的应用程序提供端到端的通信，含有的主要协议有TCP、UDP；应用层负责显示接受到的信息，把用户的数据发送到低层，为应用软件提供网络接口，如HTTP文本传输协议、Telnet远程登陆、FTP文件传输协议。
传输控制协议为应用程序提供可靠的面向连接的通信服务。TCP的连接建立过程通常被称为三次握手，当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接，TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。TCP终止连接也成为四次握手，一个TCP连接是全双工，因此每个方向必须单独进行关闭。当一方完成他的数据发送任务后就发送一个FIN来终止这个方向将连接。当一端收到一个FIN，它必须通知应用层另一端已经终止了那个方向的数据传送。所以TCP终止接连的过程需要四个过程。
TCP流量控制使用滑动窗口协议。窗口大小取决于接受窗口（rwnd）和拥塞窗口（cwnd）中的最小值。A的发送窗口并不总是和B的接收窗口一样大；TCO标准没有规定对不按序到达的数据应如何处理；TCP要求避免缩回窗口；接收端可以发送rwnd为0的报文段来暂时关闭窗口。
UDP协议特点不可靠，面向无连接，高效。适用于传输对实时性要求较高的应用（语音、视频）或可靠稳定的网路传输。
网络层协议IP，IP协议不关心数据报文的内容，提供无连接的、不可靠的服务；ICMP定义了网络层控制和传递消息的功能；ARP协议是把已知的IP地址解析 为MAC地址；RARP用于数据链路层地址已知时，解析IP地址。
IP数据包头部长度为20个字节，不包含IP选项字段，16位的总长度字段【首部长度（即4*HLRN）+数据长度】，IP数据报最长可达65535字节。数据报首部部分DF值位1，则该数据报不能被分片。