OSI nin 7. katmanı uygulama katmanı olarak adlandırılır. Uygulama katmanı son kullanıcıya en yakın olan OSI katmanıdır. Yani hem OSI uygulama katmanı hem de kullanıcı doğrudan yazılımla, uygulamayla etkileşimde bulunur. Bu katman iletişim bileşenini yürüten uygulamayla etkileşime girer. Bazı uygulamalar OSI modelin kapsamı dışına çıkabilir. Uygulama katmanı sayesinde iletişim kuran kişiler tanımlanır, kaynak kullanılabilirliğine karar verilir ve senkronize iletişim gerçekleştirilir. İletişim kuran kişiler tanımlanırken kişilerin bir uygulama üzerinden veri göndermek için gereken kimliğine ve kullanılabilirliğin yeterli olup olmadığına karar verir. Kaynak kullanılabilirliğine karar verirken, uygulama katmanı ağın yeterli olup olmadığına ya da istenilen bağlantının var olup olmadığına karar vermelidir. İletişim senkronize edilirken uygulamalar arasındaki tüm iletişim, uygulama katmanı tarafından sağlanan iş birliğine ihtiyaç duyar. Bu katman uygulama ve son kullanıcı işlemlerini destekler. İletişimde bulunan kişiler ve servis kalitesi tanımlıdır, kullanıcı yetkilendirme ve gizlilik dikkate alınır ve de verinin sözdizimi ile ilgili kısıtlamalar da yine tanımlıdır. Bu katmandaki her şey uygulamaya özgüdür.