TLS協定採用主從式架構模型，其目的在於提供兩個應用程式間，透過網路的一個不安全通道，建立起安全的連線，來交換資料，防止資料受到竊聽及篡改。
TLS協定的優勢在於它是與應用層協定獨立無關的。高層的應用層協定（例如：HTTP、FTP、Telnet等等）能透明的建立於TLS協定之上。TLS協定在應用層協定通訊之前就已經完成加密演算法、通訊金鑰的協商以及伺服器認證工作。在此之後應用層協定所傳送的資料都會被加密，從而保證通訊的私密性。
TLS協定是可選的，所以如果需要使用就必須配置用戶端和伺服器，有兩種主要方式實作這一目標：一個是使用統一的TLS協定通訊埠（例如：用於HTTPS的埠443）；另一個是用戶端請求伺服器連線到TLS時使用特定的協定機制（例如：郵件、新聞協定和STARTTLS）。一旦用戶端和伺服器都同意使用TLS協定，他們通過使用一個握手過程協商出一個有狀態的連線以傳輸資料[1]。通過握手，用戶端和伺服器協商各種參數用於建立安全連線：
當用戶端連線到支援TLS協定的伺服器要求建立安全連線並列出了受支援的密碼組合（加密密碼演算法和加密雜湊函式），握手開始。
伺服器從該列表中決定加密和雜湊函式，並通知用戶端。
伺服器發回其數位憑證，此憑證通常包含伺服器的名稱、受信任的憑證頒發機構（CA）和伺服器的公鑰。
用戶端確認其頒發的憑證的有效性。
為了生成會話金鑰用於安全連線，用戶端使用伺服器的公鑰加密隨機生成的金鑰，並將其傳送到伺服器，只有伺服器才能使用自己的私鑰解密。
利用亂數，雙方生成用於加密和解密的對稱金鑰。這就是TLS協定的握手，握手完畢後的連線是安全的，直到連線（被）關閉。如果上述任何一個步驟失敗，TLS握手過程就會失敗，並且斷開所有的連線。