ルーターとレイヤーの違いは、OSI参照モデルの中で、データリンク層と呼ばれるレイヤー２（第２層）にてスイッチングを行なうものが「レイヤー２スイッチ」と呼ばれるもの。これはポートに接続されている端末のMACアドレスを認識して、そのMACアドレスでスイッチングを行なう。このレイヤー２スイッチに、本来ルーターが担っていたルーティング機能を付け加えたものが、レイヤー３スイッチです。

今までほとんどの場合、ルーターを使ってWANやセグメントの異なるネットワークとの通信を構築していました。近年では、企業内の情報化の進展に伴い、ネットワークを流れる情報が増大するとともに、インターネットに代表される外部ネットワークとの接続が増加することで、LAN・WAN間の情報量も増大しています。これに伴いルーターに負荷が集中し、ルーターがボトルネックになることでネットワーク全体のスループットが低下するという問題が発生しました。またそれと同時に、ルーターがパケットを処理する速度をこれ以上高速化できないという問題も発生しました。これらのふたつの問題、つまり「ルーターへの負荷一極集中」と「ソフトウェアでのルーティング処理速度の限界」を解決することが、拡大し続けるネットワーク規模と膨張し続けるトラフィックに対応するには不可欠となり、レイヤー３スイッチが使われるようになりました。

このようにレイヤー３スイッチは、企業内で複数階に分かれる部署や複数のワークグループに設置することにより、分散ルーティング環境を構築し、バックボーン機器（ルーター）の負荷を平準化するとともに、高速なパケットの分散処理を実現します。また、従来のルーターに比べ低価格な製品が増え、高速なバックボーンを低コストで構築する上でも役立っています。