TCP/IP协议的主要部分IP层，它相当于OSI参考模型的第三层——网络层。
网络层的主要作用是“实现端对端的通信”。在网络世界里，所有的主机都具有“IP地址”。（同时具有IP地址和路由控制能力的设备是“路由器”，而非主机）
IP位于数据链路层之上，因此无论是以太网，WLAN，还是PPP，都不会改变IP地址的形式。
IP数据包的传输是偶然的，无计划的。一台主机将一个IP包发送到一个一台附近的路由器上，路由器接受这个IP包，接着将IP包转发到下一个路由器去（在这里决定下一步该转发到哪一个路由器）。这个过程可能会重复多次，直到IP包到底目标地址为止（在这个过程中，我们不关心数据链路层是怎么样的）。
为了将数据包发送给目标主机，所有主机都维护着一张路由控制表。根据这张表来选择发送的路由器。
虽然IP抽象化了数据链路层，但是IP包就像是包裹，数据链路则是运输车，由于有各种各样的数据链路存在，从IP层看数据链路层，各种数据链路层的最大不同之处在于它们各自传输的最大的传输单位MTU不同。为了解决这个问题，IP进行分片处理。即：将大的IP包分成较小的IP包在数据链路上传输。到了目标地址之后，较小的IP包会重新组合起来传输给上一层。
IP是面向无连接的服务。这点和UDP是一样的，它在通信之前，无需建立连接。但是这也会带来相应的问题，例如：对一台主机来说，IP服务是面向无连接的，因此需要进行网络监听。这样可能会进行一些多余的通信。但是面向无连接的好处也很明显就是能够简化和提速。使得通信非常有效。
相对的，在传输层的TCP协议就是面向有连接的，这样就能提高通信的可靠性。