传输层，是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次，具有缓冲作用。它是OSI中最重要、最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层。传输层提供端到端的交换数据的机制。传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务，对网络层提供可靠的目的地站点信息。
传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务，基本功能如下:
(1) 分割与重组数据
(2) 按端口号寻址
(3) 连接管理
(4) 差错控制和流量控制
传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。
传输层既是OSI层模型中负责数据通信的最高层，又是面向网络通信的低三层和面向信息处理的高三层之间的中间层。该层弥补高层所要求的服务和网络层所提供的服务之间的差距，并向高层用户屏蔽通信子网的细节，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条端到端的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路、服务类型。传输层提供的服务可分为传输连接服务和数据传输服务。
传输连接服务：通常，对会话层要求的每个传输连接，传输层都要在网络层上建立相应的连接。
数据传输服务：强调提供面向连接的可靠服务（很晚OSI才开始制定无连接服务的有关标准），并提供流量控制、差错控制和序列控制，以实现两个终端系统间传输的报文无差错、无丢失、无重复、无乱序。
传输层服务通过协议体现，因此传输层协议的等级与网络服务质量密切相关。根据差错性质，网络服务按质量可分为以下三种类型：
A类服务：低差错率连接，即具有可接受的残留差错率和故障通知率
C类服务：高差错率连接，即具有不可接受的残留差错率和故障通知率
B类服务：介于A类服务与C类服务之间
差错率的接受与不可接受是取决于用户的。因此，网络服务质量的划分是以用户要求为依据的。OSI根据传输层的功能特点，定义了以下五种协议级别：
0级：简单连接。只建立一个简单的端到端的传输连接，并可分段传输长报文。
1级：基本差错恢复级。在网络连接断开、网络连接失败或收到一个未被认可的传输连接数据单元等基本差错时，具有恢复功能。
2级：多路复用。允许多条传输共享同一网络连接，并具有相应的流量控制功能。
3级：差错恢复和多路复用。是1级和2级协议的综合。
4级：差错检测、恢复和多路复用。在3级协议的基础上增加了差错检测功能。
典型的传输层协议：
SPX：顺序包交换协议，是Novell NetWare网络的传输层协议。
TCP：传输控制协议，是TCP/IP参考模型的传输层协议。
传输层的协议标准有以下几种：ISO8072称为"面向连接的传输服务定义"、ISO8072称为"面向连接的传输协议规范。