三層交換機采用三層交換技能（二層交換機技能+三層轉發技能），可根據MAC地址（物理地址）轉發數據幀。三層交換機首要工作在OSI網絡規范模型的第三層—網絡層，具有網絡層的功用，其中除了支持一切交換機功用外，一起還具有VLAN間路由的根本路由功用。相對于路由器來說，三層交換機的路由轉發首要是依托硬件（ASIC）完成，數據包轉發不必經過雜亂的進程，可有效削減網絡推遲，數據包轉發愈加快速，然后提高了大型局域網內部的數據交換（路由功能），完成“一次路由，多次轉發”。

        雖然路由器與三層交換機都具有路由轉發功用，且都在OSI模型的第三層（即網絡層）運行，但兩者之間依然存著差異，如功用、功能以及應用規模的不同，且兩者之間無法替代。