Na fyzickej podvrstve IEEE 802.11 definuje rad kódovacích a prenosových metód pre bezdrôtovú komunikáciu. Najbežnejšie z nich sú rozprestretie spektra frekvenčnými skokmi FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), priame rozprestretie spektra postupnosťou DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) a multiplex ortogonálnych frekvencií OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Na obrázku 1.13 sú uvedené štandardy 802.11, 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n a 802.11ac, ktoré existujú na podvrstve PHY. Tieto štandardy sú opísané v nasledujúcich častiach.
Bitová rýchlosť podľa pôvodného štandardu IEEE 802.11 je 2 Mbit/s pri použití prenosovej metódy FHSS a frekvenčného pásma ISM, v ktorom sa využíva frekvenčný rozsah od 2,4 do 2,5 GHz. Vplyvom horších podmienok ako ideálne sa používa nižšia bitová rýchlosť 1 Mbit/s.
Hlavným zlepšením IEEE 802.11 na IEEE 802.11b je štandardizácia fyzickej vrstvy na podporu vyšších bitových rýchlostí. IEEE 802.11b podporuje dve ďalšie rýchlosti 5,5 Mbit/s a 11 Mbit/s pri využití frekvenčného pásma 2,4 GHz. Použitá je prenosová metóda DSSS, aby sa zabezpečili vyššie bitové rýchlosti. Bitová rýchlosť 11 Mbit/s je dosiahnuteľná za ideálnych podmienok, používajú sa nižšie rýchlosti 5,5 Mbit/s, 2 Mbit/s a 1 Mbit/s.
Je dôležité poznamenať, že 802.11b využíva rovnaké frekvenčné pásmo ako mikrovlnové rúry, bezdrôtové telefóny, detské monitory, bezdrôtové videokamery a zariadenia Bluetooth.
IEEE 802.11a pracuje s bitovou rýchlosťou dosahujúcou 54 Mbit/s a využíva 5 GHz frekvenčné pásmo. Namiesto DSSS používa 802.11a metódu OFDM, ktorá umožňuje aby sa dáta prenášali paralelne na subfrekvenciách. Je odolnejšia voči rušeniu a má vyššiu priepustnosť. Táto vysokorýchlostná technológia umožňuje vytváranie bezdrôtových LAN, ktoré sú lepšie pre video a konferenčné aplikácie.
Nakoľko to nie sú rovnaké frekvencie, aké používajú iné zariadenia (také ako bezdrôtové telefóny, ktoré pracujú vo frekvenčnom pásme 2,4 GHz), OFDM a IEEE 802.11a poskytuje vyššiu rýchlosť prenosu dát aj lepší signál. Bitová rýchlosť 54 Mbit/s je dosiahnuteľná pri ideálnych podmienkach. Používajú sa nižšie rýchlosti 48 Mbit/s, 36 Mbit/s, 24 Mbit/s, 18 Mbit/s, 12 Mbit/s a 6 Mbit/s.
IEEE 802.11g pracuje s bitovou rýchlosťou vyššou ako 54 Mbit/s, ale využíva frekvenčné pásmo 2,4 GHz a OFDM. Štandard 802.11g je preto spätne kompatibilný s 802.11b a môže pracovať s bitovými rýchlosťami 802.11b a používať DSSS. Adaptéry bezdrôtovej siete 802.11g sa môžu pripojiť k bezdrôtovému AP 802.11b a adaptéry bezdrôtovej siete 802.11b sa môžu pripojiť k bezdrôtovému AP 802.11g. Takto poskytuje 802.11g možnosť migrácie sietí 802.11b na frekvenčne kompatibilnú štandardnú technológiu s vyššou bitovou rýchlosťou. Existujúce adaptéry bezdrôtovej siete nie je možné aktualizovať na 802.11g aktualizovaním firmvéru adaptéra, musia byť vymenené. Nie je to však taká ako migrácia z 802.11b na 802.11a pri ktorej musia byť všetky sieťové adaptéry v oboch sieťach bezdrôtových účastníkov a bezdrôtových AP vymenené v rovnakom čase. Migráciu z 802.11b na 802.11g je možné robiť prírastkovo.
Podobne ako 802.11a používa 802.11g rýchlosť 54 Mbit/s pri ideálnych podmienkach a nižšie rýchlosti 48 Mbit/s, 36 Mbit/s, 24 Mbit/s, 18 Mbit/s, 12 Mbit/s a 6 Mbit/s pri podmienkach horších ako ideálne.
Cieľom štandardu IEEE 802.11n je zvýšenie dosahu (do 250 m) a priepustnosti siete v porovnaní s dvomi predchádzajúcimi štandardmi 802.11a a 802.11g s významným zvýšením maxima základnej rýchlosti prenosu dát z 54 Mbit/s na 600 Mbit/s pri ideálnych podmienkach pridaním technológie viacnásobný vstup - viacnásobný výstup a kanálov s väčšou šírkou pásma 40 MHz. Táto technológia, označovaná ako MIMO, používa viac bezdrôtových signálov a antén vysielača aj prijímača. Môže sa používať vo frekvenčných pásmach 2,4 GHz alebo 5 GHz.
Štandard 802.11ac, aktualizovaný z 802.11n poskytuje rovnaký dosah, ale zvyšuje priepustnosť. Pracuje v pásme 5 GHz a zahŕňa tvarovanie zväzku, široké pásma a viac antén na dosiahnutie teoretickej rýchlosti prenosu dát 1,3 Gbit/s, čo je viac ako dvojnásobok maximálnej rýchlosti 600 Mbit/s pri 802.11n.