Um protocolo TLS oferece serviços de segurança ponta a ponta para aplicações que usam um protocolo de camada de transporte confiável, como o TCP.

O protocolo TLS protege apenas as informações da camada de transporte da pilha TCP/IP, sendo assim, o endereço IP dos envolvidos no processo de comunicação irá trafegar em claro.

O funcionamento do TLS consiste em uma fase inicial conhecida como handshake. Nessa fase são negociados os parâmetros de segurança envolvidos na sessão (chave, algoritmo criptográfico, etc) assim como a autenticação de cada elemento necessário para o estabelecimento do canal.

O protocolo TLS pode ser aplicado com o protocolo HTTP para produzir o protocolo híbrido HTTPs normalmente na porta 443. Se ele suportar o TLS, uma mensagem Hello irá proceder.

O protocolo TLS é utilizado para criptografia da comunicação entre aplicativos web e servidores, como quando um navegador carrega um site. O TLS não pode ser usado para criptografar outras comunicações, como e-mails, neste caso é necessário a utilização do protocolo SSL (Secure Sockets Layer).