1．主機-網絡層
對應於OSI的物理層和數據鏈路層，但是TCP/IP實際上並未真正提供這一層的實現，也沒有提供協議。他只是要求第三方實現的主機—網絡層能夠為上層（網絡互聯層）提供一個訪問接口，使得網絡互聯層能真正的利用主機-網絡層來傳遞IP數據包。
IEEE指定了IEEE802.3和IEEE802.4協議集，他們位於OSI參考模型的物理層和數據鏈路層，相當於TCP/IP的主機-網絡層。采用IEEE802.3協議集的網絡稱為以太網，采用IEEE802.4協議集的網絡稱為令牌環網。以太網和令牌環網都向網絡互聯層提供訪問接口。
2.網絡互聯層
網絡互聯層是整個參考模型的核心，他的功能是吧IP數據包發送到目標主機。為了盡快發送數據，IP協議把原始數據分為多個數據包，然后沿不同的路徑同時傳遞數據包。
網絡互聯層具備連接異構網絡的功能。網絡互聯層采用IP協議，它規定了兩數據包的格式，並且規定了為數據包尋找路由的流程。
3.傳輸層
傳輸層的功能是使源主機與目標主機上的進程可以會話。
傳輸層定義了兩種不同服務質量的協議，即TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）。應用層的許多協議：如HTTP、FTP、TELNET都建立在TCP協議基礎上，SNMP、DNS建立在UDP協議的基礎上。
4.應用層
TCP/IP模型將OSI參考模型中的會話層和表示層的的功能合並到了應用層實現。針對各種各樣的網絡應用，應用層引入了許多協議。