Bluetooth działa poprzez umożliwienie bezprzewodowej komunikacji krótkiego zasięgu pomiędzy urządzeniami. Wykorzystuje fale radiowe w paśmie częstotliwości 2,4 GHz do tworzenia sieci osobistej (PAN), w której urządzenia mogą komunikować się bezprzewodowo, bez konieczności bezpośredniego kontaktu z innymi urządzeniami. Urządzenia Bluetooth nawiązują połączenia automatycznie lub poprzez procesy parowania inicjowane przez użytkownika, umożliwiając im wymianę danych, takich jak pliki, strumienie audio i polecenia sterujące.
Bluetooth działa w oparciu o technikę widma rozproszonego ze przeskakiwaniem częstotliwości. Urządzenia dzielą pasmo 2,4 GHz na kanały i szybko przełączają się między nimi według zsynchronizowanego wzorca znanego zarówno nadawcy, jak i odbiorcy. Ta metoda pomaga zredukować zakłócenia pochodzące od innych technologii bezprzewodowych działających w tym samym zakresie częstotliwości, zapewniając niezawodną komunikację pomiędzy sparowanymi urządzeniami.
Parowanie Bluetooth to proces, podczas którego dwa urządzenia obsługujące technologię Bluetooth ustanawiają bezpieczne połączenie. Podczas parowania urządzenia wymieniają unikalne identyfikatory i klucze kryptograficzne w celu wzajemnego uwierzytelnienia i ustanowienia zaufanego łącza. Parowanie może nastąpić poprzez automatyczne połączenia z wcześniej sparowanymi urządzeniami lub poprzez inicjację ręczną, podczas której użytkownicy potwierdzają połączenie na obu urządzeniach.
Na urządzeniach mobilnych Bluetooth działa krok po kroku, najpierw włączając Bluetooth w ustawieniach urządzenia. Po aktywacji urządzenie skanuje w poszukiwaniu pobliskich urządzeń Bluetooth znajdujących się w zasięgu. Po znalezieniu żądanego urządzenia użytkownik inicjuje parowanie, zazwyczaj potwierdzając hasło lub kod numeryczny wyświetlany na obu urządzeniach. Po pomyślnym sparowaniu urządzenia mogą bezprzewodowo wymieniać dane, udostępniając takie funkcje, jak udostępnianie plików, strumieniowe przesyłanie dźwięku lub zdalne sterowanie urządzeniami.
Protokół Bluetooth określa zasady i procedury rządzące komunikacją pomiędzy urządzeniami. Zawiera specyfikacje dotyczące transmisji danych, ustanawiania połączenia, funkcji bezpieczeństwa i zarządzania energią. Protokół zarządza całym cyklem życia połączenia Bluetooth, od wykrycia i parowania urządzeń po wymianę danych i zakończenie połączenia, zapewniając interoperacyjność i niezawodną komunikację pomiędzy różnymi urządzeniami obsługującymi technologię Bluetooth.