El modelo TCP/IP tiene sólo cuatro capas:

La capa host-red. Esta capa permite comunicar el ordenador con el medio que conecta el equipo a la red. Para ello primero debe permitir convertir la información en impulsos físicos (p.ej. eléctricos, magnéticos, luminosos) y además, debe permitir las conexiones entre los ordenadores de la red. En esta capa se realiza un direccionamiento físico utilizando las direcciones MAC.
La capa de red. Esta capa es el eje de la arquitectura TCP/IP ya que permite que los equipos envíen paquetes en cualquier red y viajen de forma independiente a su destino (que podría estar en una red diferente). Los paquetes pueden llegar incluso en un orden diferente a aquel en que se enviaron, en cuyo caso corresponde a las capas superiores reordenándolos, si se desea la entrega ordenada. La capa de red define un formato de paquete y protocolo oficial llamado IP (Internet Protocol). El trabajo de la capa de red es entregar paquetes IP a su destino. Aquí la consideración más importante es decidir el camino que tienen que seguir los paquetes (encaminamiento), y también evitar la congestión. En esta capa se realiza el direccionamiento lógico o direccionamiento por IP, ya que ésta es la capa encargada de enviar un determinado mensaje a su dirección IP de destino.
La capa de transporte. La capa de transporte permite que los equipos lleven a cabo una conversación. Aquí se definieron dos protocolos de transporte: TCP (Transmission Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol). El protocolo TCP es un protocolo orientado a conexión y fiable, y el protocolo UDP es un protocolo no orientado a conexión y no fiable En esta capa además se realiza el direccionamiento por puertos. Gracias a la capa anterior, los paquetes viajan de un equipo origen a un equipo destino. La capa de transporte se encarga de que la información se envíe a la aplicación adecuada (mediante un determinado puerto).
La capa de aplicación. Esta capa engloba las funcionalidades de las capas de sesión, presentación y aplicación del modelo OSI. Incluye todos los protocolos de alto nivel relacionados con las aplicaciones que se utilizan en Internet (por ejemplo HTTP, FTP, TELNET).