Na následujícím obrázku je zobrazen vrstvový model systému GSM, který je definován pro tři nejnižší vrstvy modelu RM-OSI (fyzickou, spojovou a síťovou). Každá vrstva je tvořena skupinou tzv. entit, což jsou všechny do ní spadající funkční jednotky.
V rámci modelu jsou využívány pojmy fyzický kanál a logický kanál. Fyzickým kanálem je myšlena kombinace radiového kanálu o šířce 200 kHz (označeného pomocí ARFCN (Absolute Radio-Frequency Channel Number)) a časového intervalu (označené příslušným číslem 0-7). Do každého takto vytvořeného fyzického kanálu potom mohou být v rozdílných časech procesem mapování vloženy různý logické kanály.
Definuje radiové fyzické kanály, tedy parametry TDMA, FDMA, modulace a mapuje do těchto kanálů kanály logické.
Na této vrstvě je použit protokol LAPDm (Link Access Procedure for D-channel in mobile networks), což je varianta protokolu LAPD, přizpůsobená pro použití v systému GSM. Na této vrstvě jsou vytvářeny a obsluhovány logické kanály.
Tato vrstva je dále rozdělena na následující podvrstvy: