En general, la estructura de la arquitectura del protocolo de aplicación inalámbrica (WAP) está en capas, con cada componente apilado encima del otro. Esta arquitectura a veces se denomina «Pila WAP». La estructura en capas permite que el WAP acomode otros componentes si es necesario, haciéndolo adaptable y expandible. Las tres capas principales de la arquitectura WAP consisten en el Protocolo de datagrama inalámbrico (WDP), el Protocolo de transacción inalámbrica (WTP) y el Protocolo de sesión inalámbrica (WSP). Otras capas como Wireless Transport Layer Security (WTLS) y Wireless Application Environment (WAE) también se incluyen a menudo en la pila y tienen funciones importantes.
En la parte inferior de la arquitectura WAP se encuentra el método del operador de red, o el medio en el que se envía la información, como el servicio de mensajes cortos (SMS) para mensajes de texto o el servicio general de radio por paquetes (GPRS) para la conexión a Internet móvil. Justo encima del portador está el WDP, que se convierte en el medio entre el portador y las capas superiores. Se asegura de que el WAP esté sincronizado correctamente con el método del operador para que la conexión sea estable, consistente y continua.
Justo encima del WDP está el WTLS. Como sugiere el nombre, esta capa en la arquitectura WAP asegura que los datos estén protegidos y restringidos de un «intruso» de terceros. Esto significa que el WTLS generalmente incrusta un cifrado en los mensajes que se pasan de una red a otra, y verifica el mensaje y la red del remitente para su autenticación. El WTLS también asegura que el mensaje mantenga su integridad y no experimente alteraciones cuando se recibe.
La WTP, además de la WTLS, gestiona la transferencia de datos. Se puede pensar en la WTP como un ejecutor del tráfico que permite que los mensajes se envíen y reciban. Por ejemplo, la WTP no permite que un teléfono móvil envíe mensajes cuando no hay señal, ni permite que otro teléfono móvil reciba mensajes cuando está apagado. Esta capa también se encarga de organizar los mensajes, por lo que los datos suelen enviarse según la hora y fecha de la transacción.
Después de la WTP viene el WSP, que determina si se solicita un intercambio dual de información durante la transferencia de datos, o simplemente se necesita un intercambio unidireccional. Cuando se trata de un intercambio bidireccional, como en salas de chat y videoconferencias, el WSP redirige los datos al WSP para administrar el flujo de datos. Si se lleva a cabo una transacción unidireccional, como en la transmisión de video, el WSP asigna los datos al WDP para asegurarse de que los paquetes de datos se envíen continuamente hasta que los datos estén completos.
La capa superior de la arquitectura WAP es WAE, que proporciona un lugar para que los programadores y otros usuarios creen y editen el contenido y la forma en que funciona una aplicación. Esta capa puede contener códigos de lenguaje de marcado de hipertexto (HTML) para páginas web y la URL que actúa como la dirección de un sitio web. Entre las capas de la arquitectura WAP, WAE es probablemente la más accesible para cualquier usuario que quiera personalizar su sitio web, reemplazar el fondo de las páginas, cambiar el color de los textos e incluso programar su propio juego y herramientas.