Trafikk som passerer ruteren på vei ut til det eksterne nettverket får avsenderadressen (og eventuelt også avsenderporten) med en av ruterens offentlige IP-adresser. Når ruteren mottar en pakke utenfra, vil den slå opp i en liste for å finne ut hvilken maskin på det interne nettverket som egentlig skal ha den. Pakken blir så påført korrekt mottakeradresse og -port og sendt ut på det interne grensesnittet. Hvordan disse listene settes opp avhenger av typen NAT som brukes. De andre maskinene på det eksterne nettverket vil se på NAT-ruteren som sender og mottaker av all denne trafikken.