Arhitekturo omrežja LTE so izpeljali iz arhitekture omrežij GSM in UMTS. V nosprotju z njimi je LTE omogoča samo paketno komutacijo. Omrežje tvorita, glej sliko 22, dostopovno omrežje E-UTRAN (Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) in EPC (Evolved Packet Core).
Dostopovni del, E-UTRAN, sestavljajo bazne postaje, ki jih v LTE imenujemo eNodeB (ime je prevzeto iz UMTS: NodeB; dodane "e" ima pomen "evolved", torej evolucija originalne bazne postaje). Ti eNodeB skrbijo za upravljanje radijskih virov, njihovo dodeljevanje, nadzor mobilnosti, razvrščanje virov za povezave navzdor in za navzdol, šifriranje radijskega prenosa podatkov in za povezavo z EPC (Evolved Packed Core). Če omrežje uporablja tudi femtocelice so tudi te del E-UTRAN. V tem primeru se za podporo velikega števila HeNB (Home eNode B) med HeNB in EPC vstavi prehod (HeNB GW: GeNB gatway).
EPC sestavlja več entitet. Naloga prehoda S-GW (Seving Gateway) je prenos vseh IP paketov vsem uporabnikom v omrežju. Služi kot lokalno sidro mobilnosti pri izročanju med eNodeB. Prehod tudi usmerja pakete na poti iz ali k uporabnikom. Ta prehod v primeru gostovanja uporabnika tudi zaračunava promet med operaterji. Druga entiteta, MME, nadzira in upravlja signalizacijo med UE in EPC, vključno z avtentikacijo, avtorizacijo, varnostnim nadzorom, vzpostavitev povezave med UE in omrežjem, gostovanje in postopke, ki so povezani z lokacijo uporabnika. Nazadnje, prehod P-GW skrbi za dejavnosti, ki so povezane s kakovostjo storitev in upravljanjem prometnega toka. To pomeni, da prehod filtrira uporabnikov pakete, uveljavlja QoS za zagotovitev zahtevane prenosne hitrosti ali nadzira nivo storitev v povezavah navzdol in navzgor.
Poleg teh treh entitet, sta lahko del arhitekture LTE-A EPC še dve logični funkciji: