第二層交換機工作在OSI參考模型的第二層--資料鏈路層上，主要功能包括物理編址、網路拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流量控制等。為了改進交換機的效能，又推出了第三層交換機，它在保留第二層計算機所有功能的前提上，增加了許多新的功能，如對VLAN的支援、對鏈路匯聚的支援，甚至具有防火牆的功能等。簡單來說，所謂的第三層交換機就是在基於協議的VLAN劃分時，增加了路由功能。
第三層交換機是Intranet應用的關鍵，它將第二層交換機和第三層路由器兩者的優勢有機而智慧化地結合成一個靈活的解決方案，可在各個層次提供線速效能。這種整合化的結構還引進了策略管理屬性，不僅使第二層與第三層相互關聯起來，而且還提供流量優先化處理、安全訪問機制以及其他多種功能。
第三層交換機分為介面層、交換層和路由層等3個部分。介面層包含了所有重要的區域網介面，如10/100Mbps乙太網、千兆乙太網、FDDI和ATM等;交換層集成了多種區域網介面，並輔之以策略管理，同時還提供鏈路匯聚、VLAN和標記機制;路由層提供主要的區域網路由協議，包括IP、IPX和AppleTalk等，並通過策略管理，提供傳統路由或直通的第三層轉發技術。策略管理和行政管理相結合，使得網路管理員能夠根據企業的特定需求調整網路。
一般來說，第三層交換產品都採用可程式設計可擴充套件的ASIC晶片技術，可以提供以下一些豐富的特性：
(1)在所有埠，針對所有網路介面和協議的.無阻塞線速交換和路由;
(2)具有極高的吞吐量，資料包的轉發速度(即轉發包/每秒，pps)通常比中高階路由器還要快10～100倍;
(3)多種協議的路由選擇，如IP(RIPv1/v2、OSPF)、IP Multicast(DVMRP、PIM)和IPX等;
(4)支援多種VLAN的劃分，能夠根據埠/MAC地址、協議、IP子網、IEEE 802.1Q或Cisco ISL等劃分;
(5)具有頻寬預留(RSVP)及具有服務類別(CoS)和服務質量(QoS)的業務量優先順序處理，支援IEEE 802.1p和業務分類(DifferServ);
(6)可設定訪問列表控制(Access List Control)的過濾規則，或基於防火牆的安全策略;
(7)支援通過乙太網的點到點協議(PPPoE)，支援安全使用者認證，配合使用者計費，增強使用者管理特性;
(8)支援乙太網頻寬單元遞增分配服務;
(9)ASIC的可程式設計性，支援諸如IPv6的技術和其他未來技術，保護使用者投資。
