三層交換機的最重要目的是加快大型局域網內部的數據交換，所具有的路由功能也是為這目的服務的，能夠做到一次路由，多次轉發。對於數據包轉發等規律性的過程由硬件高速實現，而象路由信息更新、路由表維護、路由計算、路由確定等功能，由軟件實現。三層交換技術就是二層交換技術+三層轉發技術。傳統交換技術是在OSI網絡標準模型第二層——數據鏈路層進行操作的，而三層交換技術是在網絡模型中的第三層實現了數據包的高速轉發，既可實現網絡路由功能，又可根據不同網絡狀況做到最優網絡性能。出於安全和管理方便的考慮，主要是為了減小廣播風暴的危害，必須把大型局域網按功能或地域等因素劃成一個個小的局域網，這就使VLAN技術在網絡中得以大量應用，而各個不同VLAN間的通信都要經過路由器來完成轉發，隨着網間互訪的不斷增加。單純使用路由器來實現網間訪問，不但由於端口數量有限，而且路由速度較慢，從而限制了網絡的規模和訪問速度。基於這種情況三層交換機便應運而生，三層交換機是為IP設計的，接口類型簡單，擁有很強二層包處理能力，非常適用於大型局域網內的數據路由與交換，它既可以工作在協議第三層替代或部分完成傳統路由器的功能，同時又具有幾乎第二層交換的速度，且價格相對便宜些。