路由器工作于OSI七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL（Time To Live）域也开始减数，并重新计算校验和。当数据包被送到输出端口时，它需要按顺序等待，以便被传送到输出链路上。 路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。如果到某一特定节点有一条以上的路径，则基本预先确定的路由准则是选择最优（或最经济）的传输路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化，因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。 网络中，每个路由器的基本功能都是按照一定的规则来动态地更新它所保持的路由表，以便保持路由信息的有效性。为了便于在网络间传送报文，路由器总是先按照预定的规则把较大的数据分解成适当大小的数据包，再将这些数据包分别通过相同或不同路径发送出去。当这些数据包按先后秩序到达目的地后，再把分解的数据包按照一定顺序包装成原有的报文形式。路由器的分层寻址功能是路由器的重要功能之一，该功能可以帮助具有很多节点站的网络来存储寻址信息，同时还能在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发作用；选择最合理的路由，引导通信也是路由器基本功能；多协议路由器还可以连接使用不同通信协议的网络段，成为不同通信协议网络段之间的通信平台。
路由器的工作原理：
1、路由器接收来自它连接的某个网站的数据。
2、路由器将数据向上传递，并且（必要时）重新组合IP数据报，提取目标IP地址及子网掩码计算目标网络地址
3、路由器检查IP头部中的目的地址，如果目的地址位于发出数据的那个网络，那么路由器就放下被认为已经达到目的地的数据，因为数据是在目的计算机所在网络上传输。
4、如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以确定数据要转发到的目的地。
5、路由器确定哪个适配器负责接收数据后，就通过相应的软件传递数据，以便通过网络来传送数据。
工作原理示例：
（1）工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据包的形式发送给路由器1。
（2）路由器1收到工作站A的数据包后，先从包头中取出地址12.0.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1->R2->R5->B；并将数据包发往路由器2。
（3）路由器2重复路由器1的工作，并将数据包转发给路由器5。
（4）路由器5同样取出目地址，发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据包直接交给工作站B。
（5）工作站B收到工作站A的数据包，一次通信过程宣告结束。