Khác với OSI thực ra không có một mô hình giao thức nào được công bố chính thức cho TCP/IP. Tuy nhiên, dựa theo các chuẩn giao thức đã được phát triển ta có thể sắp xếp các chức năng truyền thông cho TCP/IP thành 5 lớp độc lập là lớp ứng dụng, lớp vận chuyển, lớp Internet, lớp truy nhập mạng và lớp vật lý. Nếu tách riêng TCP và IP thì đó là những chuẩn riêng về giao thức truyền thông, tương đương với lớp vận chuyển và lớp mạng trong mô hình OSI. Nhưng người ta cũng dùng TCP/IP để chỉ một mô hình truyền thông, ra đời trước khi có chuẩn OSI. Lớp ứng dụng: Lớp ứng dụng thực hiện các chức năng hỗ trợ cần thiết cho nhiều ứng dụng khác nhau. Với mỗi loại ứng dụng cần một module riêng biệt, ví dụ FTP (File Transfer Protocol) cho chuyển giao file, Telnet cho làm việc với trạm chủ từ xa, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) cho chuyển thư điện tử, SNMP (Simple Network Management Protocol) cho quản trị mạng và DNS (Domain Name Service) phục vụ quản lý và tra cứu danh sách tên và địa chỉ Internet.