OSI所屬層：傳輸層
功能描述：TCP層是位於IP層之上，應用層之下的運輸層。不同主機的應用層之間經常需要可靠的、像管道一樣的連接，但是IP層不提供這樣的流機制，而是提供不可靠的包交換。
應用層向TCP層發送用於網間傳輸的、用8位字節表示的數據流，然後TCP把數據流分割成適當長度的報文段（通常受該計算機連接的網絡的數據鏈路層的最大傳送單元(MTU)的限制）。之後TCP把結果包傳給IP層，由它來通過網絡將包傳送給接收端實體的TCP層。TCP爲了保證不發生丟包，就給每個字節一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然後接收端實體對已成功收到的字節發回一個相應的確認(ACK)；如果發送端實體在合理的往返時延(RTT)內未收到確認，那麼對應的數據（假設丟失了）將會被重傳。TCP用一個校驗和函數來檢驗數據是否有錯誤；在發送和接收時都要計算校驗和。
首先，TCP建立連接之後，通信雙方都同時可以進行數據的傳輸，其次，他是全雙工的；在保證可靠性上，採用超時重傳和捎帶確認機制。
在流量控制上，採用滑動窗口協議，協議中規定，對於窗口內未經確認的分組需要重傳。
在擁塞控制上，採用廣受好評的TCP擁塞控制算法（也稱AIMD算法），該算法主要包括三個主要部分：1，加性增、乘性減；2，慢啓動；3，對超時事件做出反應。