時分復用方式工作，來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內排隊，隊列中的信元著個輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相接的信元流。信元的信頭中寫有信息的標志(如A和B)，說明該信元去往的地址，網(wǎng)絡根據(jù)信頭中的標志來轉移信元。信息源隨機地產(chǎn)生信息，因為信元到達隊列也是隨機的。高速的業(yè)務信元來得十分頻繁、集中，低速的業(yè)務信元來得很稀疏。這些信元都按先來后到在隊列中排隊，然后按輸出次序復用到傳輸線上。具有同樣標志的信元在傳輸線上并不對應某個固定的時間間隙，也不是按周期出現(xiàn)的，也即信息和它在時域的位置之間沒有關系，信息只是按信頭中的標志來區(qū)分的。這種復用方式稱為異步時分復用(Asynchronous Time Division Multiolex)，又稱統(tǒng)計復用(Statistic Multiptx)。而在同步時分復用方式(如PCM復用方式)中，信息以它在一幀中的時間位置(時隙)來區(qū)分，一個時隙對應著一條信道，不需要另外的信息頭來標識信息的身份。異步時分復用方式使ATM具有很大的靈活性，任何業(yè)務也都可按實際需要來占用資源。對于特定的業(yè)務，傳送速率可隨信息到達的速率而變化，因此網(wǎng)絡資源得到了最大限度的利用。

ATM網(wǎng)絡可以適用于任何業(yè)務，不論其特性如何(速率高低、突發(fā)性大小、質量和實時性要求等)，網(wǎng)絡都按同時的模式來處理，真正做到了完全的業(yè)務綜合。若某個時刻隊列中沒有等待發(fā)送的信元，此時線路上就出現(xiàn)未分配信元(信頭中含有標志φ);反之，若某個時刻傳輸線路上找不到可以傳送新元的機會(信云啊都已排滿)，而隊列已經(jīng)充滿緩沖區(qū)，此時為了盡量減少對業(yè)務質量的影響，將優(yōu)先級別低的信元丟棄。緩沖區(qū)的容量必須根據(jù)信息流量來計算，以使信元丟棄率在10-9以下。　 為了提高處理速度和降低延遲，ATM以面向連接器的方式工作。網(wǎng)絡的處理工作十分簡單：通信開始時建立虛電路，以后用戶將虛電路標志寫入信頭(即地址信息)，網(wǎng)絡根據(jù)虛電路標志將信元送往目的地。經(jīng)過ATM網(wǎng)絡中的節(jié)點提供信元的交換。其實，ATM網(wǎng)絡的節(jié)點完成的只是虛電路的交換，因為同一虛電路上的所有信元都選擇同樣的路由，經(jīng)過同樣的通路到達目的地。在接收段，這些信元到達的次序總是和發(fā)送次序相同。

ATM交換節(jié)點的工作比X.25分組交換網(wǎng)中的節(jié)點要簡單得多。ATM節(jié)點只做信頭的CRC檢驗，對于信息的傳輸差錯根本不過問。ATM節(jié)點不做差錯控制(信頭中根本你沒有信元的編號)，也不參與流量控制，這些工作都留給終端去做。ATM節(jié)點的主要工作就是讀信頭，并根據(jù)信頭的內容快速的將信元送往要去的地方，這件工作在很大的程度上依靠硬件來完成，所以ATM交換的速度非常快，可以和光纖的傳輸速度相匹配。

ATM是一種高速、低延遲的多路復用和交換技術，它可支持任何類型的用戶業(yè)務，比如語音、數(shù)據(jù)和視頻。ATM采用小的、固定長度的單元(稱作信元)，每個信元由包含于信元頭部的虛電路標識符來識別，ATM網(wǎng)絡使用這些標識符經(jīng)由高速交換機對業(yè)務進行中繼處理。ATM提供有限的差錯檢測操作，它不提供重發(fā)服務，只在小的信元頭部進行很少的操作，這樣做的目的是使網(wǎng)絡具有足夠快的速度以支持多兆位傳輸速率。在ATM層之上還有一層，稱作ATM適配層，這一層對各種業(yè)務類型進行大量的會聚、分段和重裝操作。

在分層網(wǎng)絡結構，例如在開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型中，在傳輸系統(tǒng)的每一層都將建立協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。PDU包含來自上層的信息和當前層的實體附加的信息，這個PDU會被傳送到下一較低的層。物理層實際以一種編幀的位流形式傳輸這些PDU，這些PDU由協(xié)議棧的較高層建造。接收系統(tǒng)自下而上傳送這些分組通過協(xié)議棧，并在協(xié)議棧的每一層分離出PDU中的相關信息。