La couche réseau a deux objectifs principaux.

Le premier est d'acheminer des données tout au long d'un parcours, d'un host émetteur à un récepteur. Le second but de cette couche est de gérer le trafic à travers les noeuds de communication intermédiaires.

Elle a de plus nombreuses fonctions, puisqu'elle doit acheminer les paquets d'un émetteur vers un destinataire, mais pour cela elle a besoin de connaître la localisation de l'émetteur et du destinataire. Pour résoudre ce problème, elle utilise l'adressage. 

Une fois la destination connue, elle doit déterminer le chemin pour s'y rendre. Pour se faire, la couche réseau introduit la notion de routage.

Le réseau dans sa globalité peut être vu comme un réseau routier, il est donc sensible aux mêmes problèmes d'embouteillages. La couche réseau assure donc le contrôle de flux et le contrôle de congestion pour limiter les problèmes de ces embouteillages.