網絡層主要實現信息的傳遞、路由和控制，通常包括接入網和核心網。網絡層可依托公眾電信網和互聯網，也可以依托行業專用通信網絡。但從感知層目前的技術發展來看，可以采用兩種不同的技術路線，一種是非IP技術，如ZigBee產業聯盟開發的ZigBee協議；另一種是IETF和IPSO產業聯盟倡導的將IP技術向下延伸應用到感知延伸層。

　　采用IP技術路線將有助于實現端到端的業務部署和管理，而且無須協議轉換即可實現與網絡層IP承載的無縫連接，簡化網絡結構，同時廣泛基于TCP/IP協議棧開發的互聯網應用也能夠方便地移植，真實現“無處不在的網絡、無所不能的業務”。因此，從整體上看，物聯網的網絡層可看成層次拓撲結構，即最下層的末梢網（如無線傳感器網絡）、中間的接入網以及上層的核心網（如專用通信網絡、公眾電信網和互聯網）。

　　接入網和核心網也統稱為主干網，可充分利用現有基礎設施，因此，在物聯網的網絡層設計中，可以將重點放在末梢網及其物聯網網關的設計上。末梢網的組網過程因應用場景而異，可以有目的、有計劃地部署，也可以以隨機拋擲的方式部署，因此，物理拓撲形式是多樣的。