لایه اینترنت تا حد زیادی شبیه به سیستم پستی است. اگر چند نامه را به مقصد کشوری دیگر در صندوق پست بیاندازید، با کمی شانس همه آنها به دست گیرنده خواهند رسید. البته احتمال دارد که هر یک از این نامه ها از مسیر متفاوتی به مقصد رسیده باشند، که این موضوع از دید کاربران پنهان است (و علاقه ای هم به دانستن آن ندارند.)
فرمت بسته های پیام و پروتکل آنها در لایه اینترنت تعریف می شود، که IP یا پروتکل اینترنت نام دارد. وظیفه لایه اینترنت این است که بسته های IP را به مقصد برساند. مسیریابی بسته ها (و جلوگیری از ازدحام در مسیرهای شلوغ) بر عهده این لایه است، که از این نظر می توان آنرا معادل لایه شبکه در مدل OSI دانست.[۱]
لایه اینترنت دارای سه عمل اساسی است: برای بسته های خروجی، این لایه میزبان (دروازه) بعدی را انتخاب کرده و بسته اطلاعاتی را از طریق ارائه دادن به پیاده سازی مناسب لایه پیوند به این میزبان منتقل می کند. برای بسته های ورودی، این لایه بسته های اطلاعاتی را دریافت کرده و بار مفید بسته را به پروتکل مناسب در لایه انتقال منتقل می کند. علاوه بر آن این لایه وظیفه شناسایی خطا (error detection) را نیز بر عهده دارد.
در پروتکل اینترنت نسخه ۴ (IPv4)، هنگام عملیات ارسال و دریافت، IP توانایی تکه‌تکه‌سازی (fragmentation) و پیوند تکه‌های (defragmentation) بسته های اطلاعاتی به صورت خودکار با مثلاً بر مبنای حداکثر واحد انتقال (MTU) را دارد. با این وجود، این قابلیت در پروتکل اینترنت نسخه ۶ (IPv6) حذف گردیده است.
در این عملیات، لایه اینترنت وظیفه انتقال معتبر و مطمئن را ندارد. این لایه تنها سرویس غیرمطمئن و تحویل با “بهترین تلاش” را ارائه می دهد. این بدان معناست که شبکه هیچ تضمینی نمی کند که بسته های اطلاعاتی سالم به مقصد برسند. این موضوع یکی از موضوعات مهم طراحی بود و در پروتکل هایی که پیش از این در شبکه ARPANET مورد استفاده قرار می گرفت تغییر پیدا کرد.
عملیات ارائه سرویس های مطمئن بر عهده پروتکل های لایه های بالاتر نظیر قرارداد کنترل انتقال (TCP) در لایه انتقال است.
یکپارچگی بسته های اطلاعاتی تنها در IPv4 و نه در IPv6 تضمین شده است.
