Router działa poprzez odbieranie pakietów danych od urządzeń w sieci lokalnej i przekazywanie ich do zamierzonych miejsc docelowych. Działa w warstwie sieciowej (warstwa 3) modelu OSI, wykorzystując adresy IP do określenia, dokąd wysłać każdy pakiet. Routery utrzymują tablice routingu zawierające informacje o najlepszych ścieżkach do różnych sieci, co pozwala im podejmować decyzje dotyczące efektywnego przesyłania pakietów w połączonych sieciach.
Routery działają, wykorzystując kombinację sprzętu i oprogramowania do zarządzania ruchem danych w sieciach i pomiędzy nimi. Odbierają pakiety z podłączonych urządzeń, sprawdzają docelowy adres IP każdego pakietu, a następnie na podstawie swoich tablic routingu określają najlepszą ścieżkę przekazania. Proces ten gwarantuje, że dane dotrą do celu dokładnie i skutecznie, nawet w złożonych sieciach z wieloma połączonymi ze sobą routerami.
Aby uzyskać dostęp do Internetu, router zazwyczaj łączy się z dostawcą usług internetowych (ISP) za pośrednictwem interfejsu zewnętrznego, takiego jak port Ethernet lub modem DSL. Po podłączeniu router korzysta z protokołów takich jak DHCP (protokół dynamicznej konfiguracji hosta), aby uzyskać adres IP od dostawcy usług internetowych i nawiązać połączenie z Internetem. Następnie zarządza ruchem danych pomiędzy urządzeniami w sieci lokalnej a sieciami zewnętrznymi, przekazując pakiety do i z Internetu na podstawie docelowych adresów IP w każdym pakiecie.
Routery zazwyczaj nie wymagają karty SIM do działania w tradycyjnych konfiguracjach sieci przewodowych. Karty SIM są powszechnie kojarzone z urządzeniami mobilnymi i routerami bezprzewodowymi, które wykorzystują sieci komórkowe do łączenia się z Internetem. W standardowych środowiskach sieciowych w domu lub biurze routery łączą się z Internetem za pomocą kabli Ethernet, modemów DSL lub innych połączeń przewodowych zapewnianych przez dostawców usług internetowych. Jednakże niektóre wyspecjalizowane routery przeznaczone do mobilnego Internetu szerokopasmowego mogą zawierać karty SIM umożliwiające dostęp do sieci komórkowych w celu zapewnienia łączności z Internetem na obszarach, gdzie połączenia przewodowe są niedostępne lub niepraktyczne.