雖說三層交換機和路由器都可以工作在三層，但本質上還是有所區別。
一、在設計的功能上不同
現在有很多的多功能路由器，又能實現三層的路由功能，包括NAT地址轉換。有提供了二層的端口，有的還配置了無線功能。再有就是還具備防火墻的功能。但是你不能它單獨的劃分為交換機或者是防火墻吧。只能說是個多功能的路由器。防火墻二層交換只是他的附加功能。三層交換也一樣，主要功能還是解決局域網內數據頻繁的通信，三層功能也有，但不見得和路由器差很多。
二、應用的環境不同
三層交換的路由功能比較簡單，因為更多的把他應用到局域網內部的通信上，主要功能還是數據的交換
路由器的主要功能就是選路尋址，更適合于不同網絡之間，比如局域網和廣域網之間，或者是不同的協議之間。
三、實現方式不同
路由器能夠實現三層的路由(或轉發) 是基于軟件的實現方式，當收到一個數據包要轉發的時候，要經過查看路由表，最長匹配原則等一系列復雜的過程最終實現數據包的轉發，相比三層交換效率略低。而三層交換是基于硬件的方式實現三層的功能，他成功轉發一個數據包后，就會記錄相應的IP和MAC的對應關系，當數據再次轉發是根據之前的記錄的表項直接轉發。這個過程成為“一次路由，多次交換”。
總之，三層交換和路由器的較大區別是路由器可以基于端口做NAT，而三層交換機不能。路由器直接接入光纖可以直接上網，而三層交換機不能。主要是三層交換機的每一個接口都有專有的MAC地址和特定的ASIC集成電路。
