Zur Verarbeitungsschicht gehören Protokolle und Applikationen, die auf der Transportschicht basieren und die direkt oder indirekt Dienste für die Endnutzer anbieten. Zu den bekanntesten Protokollen der Verarbeitungsschicht gehört HTTP.

Wird HTTP zum Austausch von XML-Nachrichten verwendet, wobei die XML-Nachrichten Aktionen in einem verteilten IT-System auslösen, spricht man von einem Web-Service.

Andere Protokolle der Verarbeitungsschicht sind das Real Time Streaming Protocol (RTSP), das Real-Time Transport Protocol (RTP).