网络层的作用是将数据从发送该数据的主机传输到使用该数据的主机。在源主机上的封装期间，第 3 层构建一个 IP 数据包来传输第 4 层 PDU。如果目的主机与源主机位于同一个网络中，则无需路由器即可通过本地介质在两台主机之间传送数据包。
但是，如果目的主机和源主机位于不同网络中，则数据包可能要跨多个不同网络通过许多路由器传送传输层 PDU。在此过程中，任何路由器在作出转发决定时都不会更改数据包内包含的信息。
在每一跳，转发决定都以 IP 数据包报头中的信息为依据。数据包及其网络层封装在从源主机到目的主机的整个过程中也基本上保持不变。
如果通信的主机位于不同的网络中，本地网络会将数据包从源主机传送到其网关路由器。路由器检查数据包目的地址的网络部分后将数据包转发到相应的接口。如果目的网络直接连接到此路由器，则将数据包直接转发到目的主机。而如果目的网络并非与其直接连接，则将数据包转发到作为下一跳路由器的第二台路由器上。
然后由这第二台路由器负责该数据包的转发。该数据包在到达目的主机前，沿途可能会经许多路由器（即许多下一跳）处理。
