Die Vermittlungsschicht bildet die dritte Schicht/Layer 3 im OSI-Modell, dem standardisierten Referenzmodell zur Strukturierung von Netzwerkkommunikation.
Diese Schicht verbindet Geräte über verschiedene Netzwerke, was die Weiterleitung von Datenpaketen von einem Netzwerk zum anderen möglich macht. Sie steuert somit die zeitliche und logisch getrennte Kommunikation zwischen den Endgeräten. Auch findet erstmals die logische Adressierung der Endgeräte statt, durch Zuordnung einer eindeutigen IP-Adresse, dem Schlüsselprotokoll dieser Schicht. Hinzu kommen Aufgaben wie die Bestimmung der optimalen Route für den Datenverkehr, die Fragmentierung und den Zusammenbau von Paketen sowie das Management des Datenverkehrs im Netzwerk.
Die Vermittlungsschicht spielt eine entscheidende Rolle bei der Bildung von Subnetzen und der effizienten Übertragung von Daten zwischen verschiedenen Netzwerken.