Podobnie jak TCP, UDP znajduje się w warstwie transportu czterowarstwowego modelu TCP/IP. Jeżeli otrzyma jakiekolwiek opcje IP (takie jak Trasa źródłowa, Trasa rekordu oraz Znacznik czasu) od protokołu IP w warstwie internetowej, to przekazuje je jawnie do warstwy aplikacji. UDP zazwyczaj nie przyjmuje żadnych założeń dotyczących formatu, albo zawartości opcji, które przekazuje do, albo od aplikacji. Przekazuje również do warstwy aplikacji wszystkie komunikaty o błędach protokołu ICMP.
Po otrzymaniu datagramu UDP jego adres określonego miejsca docelowego zostaje przekazany w górę do warstwy aplikacji. Program użytkowy albo określa źródłowy adres IP, który ma zostać użyty do wysłania datagramu UDP, albo pozostawia ten adres nieokreślony; w tym wypadku oprogramowanie do pracy sieciowej wybiera odpowiedni adres źródłowy. Kiedy dany host wysyła datagram UDP, to adres źródłowy jest adresem źródłowym hosta (albo jednym z adresów, jeżeli host ma wiele podłączeń).