La capa de aplicación es responsable del acceso directo a los procesos subyacentes que administran y transmiten la comunicación a través de la red humana. Esta capa sirve como origen y destino de las comunicaciones a través de las redes de datos. Las aplicaciones, los protocolos y los servicios de la capa de aplicación permiten a los usuarios interactuar con la red de datos de manera significativa y eficaz.

Un cliente puede solicitar a un servidor la entrega de datos por la red, o se puede solicitar entre dispositivos que funcionan en una disposición P2P, donde la relación cliente/servidor se establece según el dispositivo de origen y de destino en ese momento. Los mensajes se intercambian entre los servicios de la capa de aplicación en cada dispositivo final de acuerdo con las especificaciones del protocolo para establecer y utilizar estas relaciones.

Por ejemplo, los protocolos como el HTTP, admiten el envío de páginas Web a dispositivos finales. SMTP y POP admiten el envío y la recepción de correo electrónico. SMB y FTP permiten compartir archivos a los usuarios. Las aplicaciones P2P facilitan a los consumidores la tarea de compartir medios sin inconvenientes de una manera distribuida. DNS resuelve los nombres utilizados para referirse a los recursos de red en direcciones numéricas utilizables por la red. Las nubes son ubicaciones ascendentes remotas que almacenan datos y aplicaciones host, de modo que los usuarios no requieran tantos recursos locales y para que puedan acceder al contenido sin inconvenientes desde distintos dispositivos en cualquier ubicación.

Todos estos elementos funcionan conjuntamente, en la capa de aplicación. La capa de aplicación permite que los usuarios trabajen y jueguen a través de Internet.