三层网络交换机是在网络模型中的第三层——网络层实现了数据包的高速转发。在转发的工作过程中，工作站A和计算机B曾通过交换机通信，第三层交换机会分别记住它们的IP地址和MAC地址，当其他计算机如iBook要和工作站A或计算机B通信时，针对iBook所发出的寻址封包，第三层交换机会立即送给iBook一个回复封包告诉它工作站A或计算机B的MAC地址，以后它们就可以直接通信，既不通过全网广播寻址也不需要路由器选择路径。

三层交换机能看懂第三层信息，如IP地址、MAC地址、地址解析协议ARP（Address ResolutionProtocol)等，因此支持不同子网之间的数据交换，能分析出某广播封包目的地址，而在没有把它扩散出去的情形下，满足了发出该广播封包人的需要（不管他们在任何子网里）。除了第三层交换机外，还有第四层交换机，它不仅完成网络第一、第二、第三层的功能外，还可对数据包进行第四层的操作，如过滤，流量分类等。