根據對物聯網的理論探討和技術、產業的實踐觀察，CNNIC分析師李長江將物聯網系統劃分為三個層次：感知層、網絡層、應用層，并依此概括地描繪物聯網的系統架構。

　　感知層解決的是人類世界和物理世界的數據獲取的問題?？蛇M一步劃分為兩個子層，首先是通過傳感器、數碼相機等設備采集外部物理世界的數據，然后通過RFID、條碼、工業現場總線、藍牙、紅外等短距離傳輸技術傳遞數據。也可以只有數據的短距離傳輸這一層，特別是當僅傳遞物品的唯一識別碼的情況。在實際上，這兩個子層有時很難以明確區分開。感知層所需要的關鍵技術包括檢測技術、短距離有線和無線通信技術等。

　　網絡層解決的是感知層所獲得的數據在一定范圍內，通常是長距離的傳輸問題。這些數據可以通過移動通信網、國際互聯網、企業內部網、各類專網、小型局域網等網絡傳輸。特別是當三網融合后，有線電視網也能承擔物聯網網絡層的功能，有利于物聯網的加快推進。網絡層所需要的關鍵技術包括長距離有線和無線通信技術、網絡技術等。

　　應用層解決的是信息處理和人機界面的問題。網絡層傳輸而來的數據在這一層里進入各類信息系統進行處理，并通過各種設備與人進行交互。這一層也可按形態直觀地劃分為兩個子層。一個是應用程序層，進行數據處理，它涵蓋了國民經濟和社會的每一領域，包括電力、醫療、銀行、交通、環保、物流、工業、農業、城市管理、家居生活等，包括支付、監控、安保、定位、盤點、預測等，可用于政府、企業、社會組織、家庭、個人等。這正是物聯網作為深度信息化的重要體現。另一個是終端設備層，提供人機界面。物聯網雖然是“物物相連的網”，但最終是要以人為本的，最終還是需要人的操作與控制，不過這里的人機界面已遠遠超出現時人與計算機交互的概念，而是泛指與應用程序相連的各種設備與人的反饋。

　　在各層之間，信息不是單向傳遞的，可有交互、控制等，所傳遞的信息多種多樣，這其中關鍵是物品的信息，包括在特定應用系統范圍內能唯一標識物品的識別碼和物品的靜態與動態信息。此外，軟件和集成電路技術都是各層所需的關鍵技術。