ネットワーク層とは、
OSI参照モデルにおける7階層の内の
第3層の事である。
TCP/IP参照モデルにおけるの4階層に対応付ける場合は、
第2層の
インターネット層に割り当てられる事が多い。全てのモデルにおいて、
ネットワーク層は
トランスポート層からのサービス要求に応じ、また
データリンク層に対してサービス要求を
行う。
本質的には、
データリンク層が隣接する通信機器（
ノード）間の
フレーム配送に対する責任が有る一方で、
ネットワーク層はエンド・ツー・エンド（起点から終点まで）の
パケット配送に対する責任が有る。
ネットワーク層は、サービス品質と誤り検出訂正機能を維持したまま、一つまたはそれ以上の
ネットワークを介して転送元から転送先へ一連の可変長データを転送するための機能的手続き的手段を提供する。
ネットワーク層は、転送元 から転送先に至るあらゆる場所、つまりあらゆる場所からあらゆる場所への情報転送を扱う。ここに
ネットワーク層が扱う必要が有る幾つかの点を挙げる:
- ネットワークはコネクション型か? あるいはコネクションレス型か?: 例えば、スネイル・メール（Snail mail、電子メールでない普通の郵便）は手紙の受取人が何もしなくても誰にも手紙を送れるし、受取人はその手紙を受け取れるので、コネクションレス型である。その一方で、電話は通信が確立する前に相手が受話器を取り上げる必要が有るので、コネクション型である。OSIネットワーク層プロトコルはコネクション型にもコネクションレス型にもなり得る。（OSIのネットワーク層に相当する）TCP/IPインターネット層はコネクションレス型のインターネット・プロトコル（IP）にのみ対応する。
- グローバル・アドレスは何か。:ネットワークの中では誰もが、彼らが誰であるか決定する、固有のアドレスを持つ必要が有る。このアドレスは普通は階層的になるので、ダブリン市民の"フレッド・マーフィー"か、アイルランドに居る"ダブリン市 フレッド・マーフィー"か、世界中のどこかに居る"アイルランド国ダブリン市 フレッド・マーフィー"にできる。インターネットでは、これらのアドレスはIPアドレスとして知られている。
- どのようにメッセージを転送するか。:これには、利用者があちこちに素早く移動する可能性が有り、そして利用者のメッセージが利用者に着いて行くように手配されなければならないモバイルアプリケーションが特に関心が有る。インターネット・プロトコル バージョン4（IPv4）は、その始まりから幾らかは使い込まれているにも係わらず、実際にはこれを考慮しない。幸いにも、来たるべきIPv6は、この型のアプリケーションを非常に円滑に動作させる、遥かに良く設計された解決策を持っている。
