三层交换机是具有部分路由器功能的交换机，工作在OSI网络标准模型的第三层：网络层。

三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，其路由功能也是为这一目的服务的。对于数据包转发等规律性的过程，三层交换机通过硬件高速实现，而像路由信息更新、路由表维护、路由计算、路由确定等功能，则由软件实现。

此外，三层交换机还具有学习和建立MAC表、VLAN划分以及路由功能等特性。它既可以工作在协议第三层替代或部分完成传统路由器的功能，同时又具有几乎第二层交换的速度，且价格相对便宜。因此，在企业网和教学网中，一般会将三层交换机用在网络的核心层，用三层交换机上的千兆端口或百兆端口连接不同的子网或VLAN。

不过，应清醒认识到三层交换机出现最重要的目的是加快大型局域网内部的数据交换，所具备的路由功能也多是围绕这一目的而展开的，所以它的路由功能没有同一档次的专业路由器强。在实际应用过程中，典型的做法是：处于同一个局域网中的各个子网的互联以及局域网中VLAN间的路由，用三层交换机来代替路由器，而只有局域网与公网互联之间要实现跨地域的网络访问时，才通过专业路由器。