Nabor pravil, ki jih računalniški sistemi in druge tehnološke naprave uporabljajo za komunikacijo z drugimi sistemi in napravami ali za posredovanje informacij naprej in nazaj, je znan kot komunikacijski protokol. Protokol določa obliko in sintakso podatkov, ki se prenašajo. To je lahko v obliki posebnih ukazov, poslanih pred dejanskimi podatki, ali pa je lahko prenos celotnih serijskih objektov določene vrste. Protokoli se lahko izvajajo s programsko opremo ali pa so vgrajeni v strojno opremo in vgrajene sisteme. V uporabi je veliko komunikacijskih protokolov, od katerih so nekateri zaščiteni za varnostne namene, nekateri pa so odprtokodni za razvojne namene.
Komunikacijski protokol je zgrajen z vzpostavitvijo sintakse, ki jo sistemi lahko razumejo in sledijo. Čeprav se dejanska semantika protokola lahko razlikuje, je večina podobnih, ker temelji na istih temeljnih načelih in omejitvah strojne opreme. Ko je protokol vzpostavljen, bodo vsi sistemi, ki razumejo protokol, lahko pošiljali in prejemali podatke z drugimi takšnimi sistemi. Na ta način je komunikacijski protokol zelo podoben razvoju skupnega jezika, ki se uporablja za posredovanje informacij nekomu drugemu, ki ta jezik pozna.
Protokoli strojne opreme se pogosto uporabljajo za določitev delovnih parametrov za dve napravi. Ti protokoli lahko vzpostavijo konstante, kot so hitrost prenosa, največja velikost podatkovnega bloka ter metode šifriranja in stiskanja. Čeprav so zelo učinkoviti, se protokoli strojne opreme ukvarjajo predvsem z vzpostavitvijo fizične povezave med dvema napravama in ne z dejansko interpretacijo podatkov ali drugih zahtev.
Programski protokoli so lahko zelo prilagodljivi in lahko naredijo veliko več kot le prenos poljubnih podatkov. Ko dva kosa programske opreme implementirata komunikacijski protokol, lahko omogočita poljubno število algoritmov ali funkcij. Najpogostejša sta odkrivanje napak in odpravljanje napak.
Zaznavanje in popravljanje napak sta načina, na katerega je mogoče podatke ob prenosu prek določenega protokola odveč preveriti glede napak. To je lahko potrebno, če so fizične linije med napravami nezanesljive ali imajo veliko hrupa, ki bi lahko pokvaril signal. Razvitih je bilo več algoritmov, ki lahko pomagajo preveriti in obnoviti celovitost poslanih podatkov.
Protokoli niso izključni mehanizem in so zelo pogosto plasteni znotraj sistema ali okvira. Omrežni protokoli so skoraj vedno večplastni. To pomeni, da so za obravnavo različnih nalog dodeljeni različni protokoli. Nekateri zagotavljajo dostop do virov v operacijskem sistemu, drugi pa lahko preprosto slepo posredujejo informacije drugemu vozlišču. Plastenje komunikacijskih protokolov je eden od temeljev interneta, ki mu omogoča dosledno delovanje s toliko različnimi vrstami računalnikov in naprav.