TCP/IP协议族包含了许多功能各异的子协议，我们通过分层的方式剖析其结构。TCP/IP层次模型分为四层：应用层、传输层、网络层、数据链路层。
应用层是所有用户面向的应用程序的统称。TCP/IP协议族在这一层面有多种协议来支持不同的应用，如万维网访问使用的HTTP协议、文件传输使用的FTP协议、电子邮件发送使用的SMTP协议、域名解析使用的DNS协议、远程登录使用的Telnet协议等，这些协议构成了用户界面背后的运行机制。
传输层的功能是提供应用程序间的通信，TCP/IP协议族在这一层的协议有TCP和UDP。TCP提供IP环境下的数据可靠传输，包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复用等功能，而UDP则不提供可靠性、流控或差错恢复功能。
网络层是TCP/IP协议族中非常关键的一层，主要定义了IP地址格式，使得不同应用类型的数据能够在Internet上畅通传输。IP协议就是一个网络层协议。
网络接口层是TCP/IP软件的最低层，负责接收IP数据包并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，抽出IP数据报交给IP层。
TCP (传输控制协议) 和 UDP (用户数据报协议) 属于传输层协议。TCP提供IP环境下的数据可靠传输，而UDP则不提供可靠性、流控或差错恢复功能。TCP支持的应用协议主要有Telnet、FTP、SMTP等，UDP支持的应用层协议主要有NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）、TFTP（通用文件传输协议）等。
IP协议(Internet Protocol)又称互联网协议，是支持网间互连的数据报协议，它与TCP协议一起构成了TCP/IP协议族的核心。IP协议提供网间连接的完善功能，包括IP数据报规定互连网络范围内的IP地址格式。
IP地址被分为A、B、C、D、E五类，商业应用中只用到A、B、C三类。IP地址由32个二进制位表示，每8位二进制数为一个整数，中间由小数点间隔，如159.226.41.98。A类地址网络标识由第一组8位二进制数表示，网络中的主机标识占3组8位二进制数，A类地址的特点是网络标识的第一位二进制数取值必须为"0"。B类地址的网络标识由前两组8位二进制数表示，网络中的主机标识占两组8位二进制数，B类地址的特点是网络标识的前两位二进制数取值必须为"10"。C类地址的网络标识由前3组8位二进制数表示，网络中主机标识占1组8位二进制数，C类地址的特点是网络标识的前3位二进制数取值必须为"110"。
为了便于记忆，通常习惯采用4个十进制数来表示一个IP地址，十进制数之间采用句点"."予以分隔。如A类网络的IP地址范围为1.0.0.1－127.255.255.254；B类网络的IP地址范围为：128.1.0.1－191.255.255.254；C类网络的IP地址范围为：192.0.1.1－223.255.255.254。
由于网络地址紧张、主机地址相对过剩，采取子网掩码的方式来指定网段号。TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关，这也是TCP/IP的重要特点。目前，TCP/IP连接成洲际网、全国网与跨地区网。
