A primeira camada é a camada física, que é marcada como L1 e é a camada mais baixa. Esta camada fornece o link de rádio necessário na transmissão do fluxo de bits. Ele define a capacidade de acesso de rádio do sistema GSM e fornece o canal de rádio mais fundamental (canal lógico) para a transmissão de informações de camada superior, incluindo o canal de tráfego e o canal de controle.
A segunda camada, marcada como L2, são as camadas de enlace de dados e é a camada intermediária. Aplica o protocolo LAPDm. Esta camada inclui vários tipos de estruturas de transmissão de dados. Ele controla a transmissão de dados de modo a garantir links de dados dedicados confiáveis que são estabelecidos entre a estação móvel e a estação base. O protocolo LAPDm é baseado no protocolo de acesso ao link de canal D (LAPD) em ISDN. Para LAPDm, as características de transmissão e controle de rádio são adequadas à transmissão do sinal na interface Um.
A terceira camada é a camada de aplicação de rede, marcada como L3 e é a camada superior. Inclui vários tipos de mensagens e programas para controle e gerenciamento dos serviços. Ou seja, nesta camada, mensagens específicas da estação móvel e dos processos de controle do sistema são empacotadas em diferentes protocolos e mapeadas em canais lógicos.
L3 inclui três subcamadas: a gestão de recursos de rádio (RR), a gestão de mobilidade (MM) e a gestão de comunicação (CM). Estes são os principais conteúdos das mensagens transmitidas através da interface Um. A subcamada CM inclui três partes principais: CC (serviço de controle de chamadas), SS (serviço suplementar) e SMS (serviço de mensagens curtas).