O IP é o núcleo do conjunto de protocolos TCP/IP. O IP fornece o mecanismo fundamental pelo qual os dados são entregues entre dispositivos que podem ou não estar na mesma rede.
Endereçamento
Ao enviar datagramas, é necessário um mecanismo de endereçamento para enviar os datagramas com precisão. Para conseguir isso, o IP usa uma técnica de endereçamento de host. O endereçamento dos dispositivos (aos quais os datagramas são entregues) precisa ser exclusivo, pois esse sistema precisa funcionar em redes.
Roteamento
Quando um datagrama é enviado de uma rede para outra, distantes e não conectadas diretamente, a entrega é indireta. O IP suporta essa funcionalidade roteando o datagrama por meio de dispositivos intermediários (roteadores). Ele usa o Internet Control Message Protocol (ICMP) e protocolos de roteamento como o Routing Information Protocol (RIP) e o Border Gateway Protocol (BGP) para conseguir isso.
Encapsulamento de dados
O IP fornece segurança às redes encapsulando os dados em um datagrama IP. Isso garante que ele seja recebido e interpretado pelo destinatário pretendido.
Formatação/Embalagem
O IP usa uma formatação e um empacotamento específicos antes da transmissão. O IP aceita dados dos protocolos da camada de transporte acima dele na camada OSI - UDP e TCP - e os passa para as camadas de dados. Este formato e pacote só são decifráveis pelo destinatário.
Fragmentação
Como o tamanho do quadro de cada rede física e de enlace de dados usando IP pode ser diferente, o IP fragmenta os datagramas em pedaços, para que cada um possa ser transportado na rede local. Isso ajuda na confiabilidade da rede.
Remontagem
O IP reagrupa os datagramas recebidos no datagrama IP completo (pois podem ser fragmentados) para o dispositivo receptor e o passa para as camadas superiores para interpretação.