Úlohou transportnej vrstvy je realizovať integritu údajov na úrovni koncových staníc. Najdôležitejšie protokoly, ktoré sa používajú v tejto vrstve sú TCP (Transmission Control Protocol) a UDP (User Datagram Protocol).
 Protokol TCP zabezpečuje spoľahlivé, plne duplexné spojenie tým, že zabezpečí opätovné odoslanie údajov pri chybe prenosu (detekcia a ošetrenie chýb na úrovni koncových zariadení). TCP taktiež umožňuje koncovým staniciam viacnásobné - simultánne spojenie. Protokol TCP je spojovanou službou (connection oriented), tj. službou ktorá medzi dvoma aplikáciami nadviaže spojenie – vytvorí na dobu spojení virtuálny okruh.
 Protokol UDP poskytuje nespoľahlivú službu prenosu datagramov, ktorá zvyšuje priepustnosť siete na úrovni transportnej vrstvy. V prípade použitia tohoto protokolu musí aplikačný program zabezpečiť požadovanú úroveň spoľahlivosti.
Obidva protokoly zabezpečujú prenos údajov medzi aplikačnou vrstvou a sieťovou vrstvou.