在ITU-T的I.321建议中定义了B-ISDN协议参考模型，如下图。它包括三个面：用户面、控制面和治理面，而在每个面中又是分层的，分为物理层、ATM层、AAL层和高层。
协议参考模型中的三个面分别完成不同的功能：
用户平面：采用分层结构，提供用户信息流的传送，同时也具有一定的控制功能，如流量控制、差错控制等；
控制平面：采用分层结构，完成呼叫控制和连接控制功能，利用信令进行呼叫和连接的建立、监视和释放；
治理平面：包括层治理和面治理。其中层治理采用分层结构，完成与各协议层实体的资源和参数相关的治理功能，如元信令。同时层治理还处理与各层相关的OAM信息流；面治理不分层，它完成与整个系统相关的治理功能，并对所有平面起协调作用。
ATM网络技术的目的是给出一套对网络用户的服务。通常这些服务是由ATM协议参考模型（如图）的定义给出，它与网络传输的类型无关。ATM提供的服务由ATM参考模型定义了对高层的服务以及操作和维护ATM网络所需的功能。
ATM联网所要求的并不仅仅是实现ATM协议层本身，ATM协议在物理层之上进行操作，而紧靠ATM层之上的那些协议用于适配各种业务，更高层协议也是需要的，用于为交换虚连接提供信令。
下面不直接讲述ATM的各层，而是与OSI七层模型相对应来讲。
