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传输层实现发送端和接收端的端到端的数据分组传送，负责保证实现数据包无差错、按顺序、无丢失和无冗余地传输。在传输层上，所执行的任务包括检错和纠错。它的出现是为了更加有效地利用网络层所提供的服务。它的作用主要体现在以下两方面：
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（1）将一个较长的数据分成几个小数据包发送。在网络中实际传递的每个数据帧都是有一定大小限制的。假设如果要传送一个字串“123456789”，它太长了，网络服务程序一次只能传送一个数字（当然在实际中不可能这么小，这里仅是为了方便讲解所做的假设），因此网络就需要将其分成9次来传递。就发送端而言，当然是从1传到9的，但是由于每个数据分组传输的路径不会完全相同（因为它是要根据当时的网络“交通状况”而选择路径的），先传送出去的包，不一定会先被收到，因此接收端所收到的数据的排列顺序是与发送的顺序不同的。而传输层的协议就给每一个数据组加入排列组合的记号，以便接收端能根据这些记号将它们重组成原来的顺序。
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（2）解决通信双方不只有一个数据连接的问题。这个问题从字面上可能不容易理解，来看一个例子，如用一台计算机与另一台计算机连接复制数据的同时，又通过一些交谈程序进行对话。这个时候，复制的数据与对话的内容是同时到达的，传输的协议负责将它们分开，分别传给相应的程序端口，这也就是端到端的通信。
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TCP/IP的传输层大致对应于OSI/RM模型的会话层和传输层，主要包括TCP和UDP，这些协议负责提供流量控制、错误校验和排序服务。所有的服务请求都使用这些协议。
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TCP是整个TCP/IP协议族中最重要的协议之一，它在IP协议提供的不可靠数据服务的基础上，采用了重发技术，为应用程序提供了一个可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。TCP协议一般用于传输数据量比较少，且对可靠性要求高的场合。
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UDP可以保证应用程序进程间的通信，与同样处在传输层的面向连接的TCP相比较，UDP是一种无连接的协议，它的错误检测功能要弱得多，因此可靠性较差。可以这样说，TCP有助于提供可靠性，而UDP则有助于提高传输的速率。UDP协议一般用于传输数据量大，对可靠性要求不是很高，但要求速度快的场合。
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