套用層位於物聯網三層結構中的最頂層，其功能為“處理”，即通過雲計算平台進行信息處理。套用層與最低端的感知層一起，是物聯網的顯著特徵和核心所在，套用層可以對感知層採集數據進行計算、處理和知識挖掘，從而實現對物理世界的實時控制、精確管理和科學決策。
物聯網套用層的核心功能圍繞兩個方面：一是“數據”，套用層需要完成數據的管理和數據的處理；二是“套用”，僅僅管理和處理數據還遠遠不夠，必須將這些數據與各行業套用相結合。例如在智慧型電網中的遠程電力抄表套用：安置於用戶家中的讀表器就是感知層中的感測器，這些感測器在收集到用戶用電的信息後，通過網路傳送並匯總到發電廠的處理器上。該處理器及其對應工作就屬於套用層，它將完成對用戶用電信息的分析，並自動採取相關措施。
從結構上劃分，物聯網套用層包括以下三個部分：
1． 物聯網中間件：物聯網中間件是一種獨立的系統軟體或服務程式，中間件將各種可以公用的能力進行統一封裝，提供給物聯網套用使用。
2． 物聯網套用：物聯網套用就是用戶直接使用的各種套用，如智慧型操控、安防、電力抄表、遠程醫療、智慧型農業等等。
3． 雲計算：雲計算可以助力物聯網海量數據的存儲和分析。依據云計算的服務類型可以將雲分為：基礎架構即服務(IaaS)、平台即服務（PaaS)、服務和軟體即服務（SaaS).
從物聯網三層結構的發展來看，網路層已經非常成熟，感知層的發展也非常迅速，而套用層不管是從受到的重視程度還是實現的技術成果上，以前都落後於其他兩個層面。但因為套用層可以為用戶提供具體服務，是與我們最緊密相關的，因此套用層的未來發展潛力很大。
