На этом уровне осуществляется: проверка доступности среды передачи; реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок (для чего на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами - frame); обеспечение корректности передачи каждого кадра (путем помещения специальной последовательности бит в начало и конец каждого кадра); вычисление контрольной суммы всех байтов кадра и добавление контрольной суммы к кадру. Когда кадр приходит, получатель снова вычисляет контрольную сумму полученных данных и сравнивает результат с контрольной суммой из кадра. Если они совпадают, кадр считается правильным и принимается. Если же контрольные суммы не совпадают, то фиксируется ошибка.
В локальных сетях протоколы канального уровня используются компьютерами и другими устройствами (мостами, коммутаторами и маршрутизаторами). В компьютерах функции канального уровня реализуются совместными усилиями сетевых адаптеров и их драйверов.