Elle englobe les protocoles applicatifs et permet de relier une application au réseau. Une application cliente sur une machine cliente utilise un protocole compatible à celui utilisé par l'application serveur avec qui elle veut dialoguer.
(1) Exemples de protocoles applicatifs
HTTP: (HyperText Transfer Protocol) développé pour le Web il permet de transferer des documents (au format HTML pour la plupart) d'un serveur vers un client. FTP : (File Transfer Protocol), est utilisé pour l'échange de fichiers situés sur deux ordinateurs distants.

SMTP: (Simple Mail Transfer protocol) est utilisé pour transférer le courrier électronique vers les serveurs de messagerie. POP: (Post Office Protocol) permet de récupérer les courriers électroniques situés sur un serveur de messagerie.
IMAP: (Internet Message Access Protocol) permet comme POP de récupérer les courriers électroniques sur un serveur de messagerie mais en laissant les courriers sur le serveur.