Protokół IP enkapsuluje (lub inaczej mówiąc opakowuje) segmenty warstwy transportowej poprzez dodanie do nich nagłówka IP. Dane zawarte w dołączonym nagłówku IP wykorzystywane są do poprawnego dostarczenia pakietu do hosta docelowego. Po dokonaniu enkapsulacji przez warstwę trzecią hosta źródłowego podczas wysyłania danych, nagłówek IP pozostaje w pakiecie, aż od momentu jego odbioru przez warstwę sieciową hosta docelowego.

Rys. 1 przedstawia proces tworzenia datagramu przez warstwę transportową. Rys. 2 przedstawia dalszy proces opakowywania danych, a mianowicie tworzenie datagramu przez warstwę sieci.

Realizacja procesu enkapsulacji danych przez kolejne warstwy umożliwia modyfikację usług realizowanych w ramach jednej warstwy bez wpływu na pozostałe. Oznacza to, że segmenty warstwy transportowej, mogą być opakowywane przez istniejące protokoły warstwy sieci takie jak IPv4 i IPv6 lub przez każdy dowolny nowy protokół, który zostanie stworzony w przyszłości.

Routery mogą mieć zaimplementowane różne protokoły warstwy sieci, co pozwala im na równoległą obsługę komunikacji pomiędzy hostami z różnych sieci wykorzystującymi różne protokoły warstwy trzeciej. Podczas realizowania routingu, urządzenia pośredniczące podejmują decyzję dotyczącą dalszego przesłania pakietu na podstawie jego nagłówka, który tworzony jest przez hosta źródłowego w procesie enkapsulacji segmentu. We wszystkich przypadkach, dane zawarte w pakietach, stanowiące spakowane datagramy warstwy transportowej pozostają niezmienione podczas przetwarzania przez warstwę sieci.