三層交換機是具有部分路由器功能的交換機，工作在OSI網(wǎng)絡標準模型的第三層：網(wǎng)絡層。

三層交換機的最重要目的是加快大型局域網(wǎng)內部的數(shù)據(jù)交換，其路由功能也是為這一目的服務的。對于數(shù)據(jù)包轉發(fā)等規(guī)律性的過程，三層交換機通過硬件高速實現(xiàn)，而像路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，則由軟件實現(xiàn)。

此外，三層交換機還具有學習和建立MAC表、VLAN劃分以及路由功能等特性。它既可以工作在協(xié)議第三層替代或部分完成傳統(tǒng)路由器的功能，同時又具有幾乎第二層交換的速度，且價格相對便宜。因此，在企業(yè)網(wǎng)和教學網(wǎng)中，一般會將三層交換機用在網(wǎng)絡的核心層，用三層交換機上的千兆端口或百兆端口連接不同的子網(wǎng)或VLAN。

不過，應清醒認識到三層交換機出現(xiàn)最重要的目的是加快大型局域網(wǎng)內部的數(shù)據(jù)交換，所具備的路由功能也多是圍繞這一目的而展開的，所以它的路由功能沒有同一檔次的專業(yè)路由器強。在實際應用過程中，典型的做法是：處于同一個局域網(wǎng)中的各個子網(wǎng)的互聯(lián)以及局域網(wǎng)中VLAN間的路由，用三層交換機來代替路由器，而只有局域網(wǎng)與公網(wǎng)互聯(lián)之間要實現(xiàn)跨地域的網(wǎng)絡訪問時，才通過專業(yè)路由器。