Son rôle est le même que celui de la couche transport du modèle OSI : Permettre à des entités de soutenir une communication.

Cette couche possède deux implémentations :

• Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) : c’est un protocole fiable, orienté connexion, qui permet l'acheminement sans erreur de paquets issus d'une machine d'un internet à une autre machine du même internet. Son rôle est de fragmenter les messages en paquets à transmettre de manière à pouvoir le faire passer sur la couche internet (donc au protocole IP). À l'inverse, sur la machine destination, T.C.P. replace dans l’ordre les paquets transmis sur la couche internet pour reconstruire le message initial. T.C.P. s'occupe également du contrôle de flux de la connexion.
• Le protocole UDP (User Datagram Protocol) : UDP est en revanche un protocole plus simple que T.C.P. : il est non fiable et sans connexion. Son utilisation présuppose que l’on n'a pas besoin ni du contrôle de flux, ni de la conservation de l’ordre de remise des paquets. Par exemple, on l'utilise lorsque la couche application se charge de la remise en ordre des messages. Une autre utilisation d'UDP : la transmission de la voix ou de données particulières dont la latence et la taille est faible. C'est-à-dire lorsqu’il est nécessaire d’être rapide dans l'envoi des paquets (un autre exemple est la diffusion vidéo).