Como se aprecia en la figura de la derecha, el nivel de aplicación consta de dos conjuntos de protocolos, cada uno de los cuales es un elemento de servicio de aplicación (ASE: Application Service Element). El ASE es la especificación de servicio y protocolo combinada de un protocolo. Un conjunto realiza funciones de aplicación específicas en tanto que el otro efectúa funciones de soporte más generales conocidas también como elementos de servicio de aplicación comunes (CASE: Common Application Service Element). En el conjunto TCP/IP, las funcionalidades de los CASE y de las capas de presentación y de sesión están incorporadas en cada protocolo de aplicación, según sea apropiado.

El propósito principal de la capa de sesión en la pila OSI es minimizar los efectos de los fallos en la red durante una transacción de aplicación. En muchas aplicaciones, una transacción puede ocupar un tiempo considerable y requerir la transferencia de una gran cantidad de datos. Un ejemplo sería una base de datos que contuviera un conjunto de cuentas de clientes o expedientes de empleados y que se transfiriera de un proceso de aplicación servidor a un proceso cliente. Si ocurre un fallo de la red al final de una transferencia como esta, quizá sea necesario repetir la transferencia completa, o varias transferencias de este tipo. La capa de sesión ofrece servicios para reducir el efecto de este tipo de fallos.