У той час як комутатори рівня 3 працюють на мережевому рівні та приймають рішення про маршрутизацію на основі IP-адрес, комутатори рівня 4 працюють на транспортному рівні та враховують додаткову інформацію, наприклад номери портів і протоколи додатків.

На рівні 3 сімейство комутаторів Catalyst кешує потоки трафіку на основі IP-адрес. На рівні 4 потоки трафіку кешуються на основі адрес джерела та призначення, а також портів джерела та призначення.

Комутатор рівня 3 або маршрутизатор маршрутизуватиме пакети на основі IP-адреси, а комутатор рівня 4 маршрутизуватиме пакети на основі інформації про сеанс.. Зазвичай вони використовуються в сценаріях балансування навантаження, щоб трафік сеансу A надсилався на сервер 1, а трафік сеансу B – на сервер 2.

На відміну від балансувальників навантаження L3, які приймають рішення про маршрутизацію виключно на основі IP-адрес, балансувальники навантаження L4 мають додаткову можливість враховувати протоколи транспортного рівня, такі як TCP і UDP, щоб визначити, куди потрібно спрямувати певний потік трафіку.

Рівень 4 моделі OSI координує зв'язок між системами. Комутатори рівня 4 (комутатори L4) здатні визначати, які прикладні протоколи (HTTP, SNTP, FTP тощо) включені в кожен пакет, і вони використовують цю інформацію для передачі пакета відповідному програмному забезпеченню вищого рівня.

Комутатори рівня 3 найбільш застосовні лише для великих середовищ внутрішньої мережі з багатьма підмережами пристроїв і трафіку. Домівкам і невеликим організаціям ці перемикачі не потрібні. The відсутність функціональності WAN є ще одним серйозним недоліком комутаторів рівня 3.