1、性質不同
二層交換機工作於OSI模型的第2層（數據鏈路層），故而稱為二層交換機。
三層交換機就是具有部分路由器功能的交換機，工作在OSI網絡標準模型的第三層：網絡層。
2、目的不同
二層交換機屬數據鏈路層設備，可以識別數據幀中的MAC地址信息，根據MAC地址進行轉發，並將這些MAC地址與對應的端口記錄在自己內部的壹個地址表中。
三層交換機的最重要目的是加快大型局域網內部的數據交換，所具有的路由功能也是為這目的服務的，能夠做到壹次路由，多次轉發。
3、原理不同
二層交換機的工作原理
由於交換機對多數端口的數據進行同時交換，這就要求具有很寬的交換總線帶寬，如果二層交換機有N個端口，每個端口的帶寬是M，交換機總線帶寬超過N×M，那麽這交換機就可以實現線速交換。
學習端口連接的機器的MAC地址，寫入地址表，地址表的大小（壹般兩種表示方式：壹為BUFFER RAM，壹為MAC表項數值），地址表大小影響交換機的接入容量。
還有壹個就是二層交換機壹般都含有專門用於處理數據幀轉發的ASIC （Application specific Integrated Circuit）芯片，因此轉發速度可以做到非常快。由於各個廠家采用ASIC不同，直接影響產品性能。
三層交換機的運轉機理：變更了路由軟件依循的舊式指令，增添了ASIC特有的嵌入芯片並以此來設定指令。借助於硬件來查驗現存的路由表，擁有刷新的特性。
在數據傳遞的流程中，端口芯片接納並辨識了某壹信息，二層芯片辨析了對應的獨特地址。若查驗獲取了明確的地址，則再次予以轉發；若沒能查找到，則信息被調配至後續的引擎。