交換機工作于OSI參考模型的第二層，它有一條很高帶寬的背部總線和內部交換矩陣，所有的端口都掛接在這條背部總線上。工作時，交換機首先會根據收到數據幀中的源MAC地址建立該地址同交換機端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。然后，交換機將數據幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進行比較，以決定由哪個端口進行轉發。如果數據幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉發。當某個接收端口回應后，交換機會學習新的MAC地址，并把它添加入內部MAC地址表中，從而把網絡“分段”。在今后的通訊中，發往該MAC地址的數據包將僅送往其對應的端口，而不是所有的端口。

交換機在同一時刻可進行多個端口對之間的數據傳輸，每一端口都可視為獨立的網段，連接在其上的網絡設備獨自享有全部的帶寬，無須同其他設備競爭使用。當節點A向節點D發送數據時，節點B可同時向節點C發送數據，而且這兩個傳輸都享有網絡的全部帶寬，都有著自己的虛擬連接。