OSI 七层模型的每一层都具有清晰的特征。基本来说，第七至第四层处理数据源和数据目的地之间的端到端通信，而第三至第一层处理网络设备间的通信。另外，OSI 模型的七层也可以划分为两组：上层（层7、层6和层5）和下层（层4、层3、层2和层1）。OSI 模型的上层处理应用程序问题，并且通常只应用在软件上。最高层，即应用层是与终端用户最接近的。OSI 模型的下层是处理数据传输的。物理层和数据链路层应用在硬件和软件上。最底层，即物理层是与物理网络媒介（比如说，电线）最接近的，并且负责在媒介上发送数据。
各层的具体描述如下：
第七层：应用层
定义了用于在网络中进行通信和数据传输的接口 - 用户程式；
提供标准服务，比如虚拟终端、文件以及任务的传输和处理；
第六层：表示层
掩盖不同系统间的数据格式的不同性；
指定独立结构的数据传输格式；
数据的编码和解码；加密和解密；压缩和解压缩
第五层：会话层
管理用户会话和对话；
控制用户间逻辑连接的建立和挂断；
报告上一层发生的错误
第四层：传输层
管理网络中端到端的信息传送；
通过错误纠正和流控制机制提供可靠且有序的数据包传送；
提供面向无连接的数据包的传送；
第三层：网络层
定义网络设备间如何传输数据；
根据唯一的网络设备地址路由数据包；
提供流和拥塞控制以防止网络资源的损耗
第二层：数据链路层
定义操作通信连接的程序；
封装数据包为数据帧；
监测和纠正数据包传输错误
第一层：物理层
定义通过网络设备发送数据的物理方式；
作为网络媒介和设备间的接口；
定义光学、电气以及机械特性