La fonction principale de la couche liaison de données est de s'assurer que les données sont reçues par le bon périphérique dans un réseau en utilisant des adresses matérielles, appelées adresses MAC, puis de convertir ces données en bits pour la couche physique à transmettre. Il gère également la notification d'erreur, le contrôle de flux et la topologie du réseau.
Cette couche de modèle de référence OSI assure également la transmission physique des données en formatant les messages en petits morceaux, appelés trames de données, et encapsule les trames avec des données supplémentaires contenant l'adresse matérielle du périphérique de destination ainsi que les informations du périphérique source. Chaque fois qu'un paquet de données est envoyé entre des appareils, la couche de liaison de données l'encadre avec des informations de contrôle, afin que les appareils tels que les routeurs et les passerelles puissent correctement transmettre les données au bon appareil.
Les routeurs et les commutateurs fonctionnent également au niveau de la couche de liaison de données pour communiquer et identifier de manière unique les appareils connectés à un réseau local. Un réseau Ethernet typique utilise l'adressage MAC pour communiquer avec les appareils. Sans la couche de liaison de données pour encadrer les paquets de données, les diffusions de données au sein d'un domaine sont sujettes à des collisions pouvant entraîner une congestion du trafic réseau et des transmissions de données perdues.
La couche de liaison de données réside sous la couche deux sur l'échelle de référence OSI et fait partie des trois premières couches qui définissent la façon dont les appareils et les applications au sein d'un réseau communiquent entre eux et avec les utilisateurs.