Ogólnie rzecz biorąc, struktura architektury bezprzewodowego protokołu aplikacji (WAP) jest warstwowa, przy czym każdy komponent jest ułożony jeden na drugim. Ta architektura jest czasami nazywana „stosem WAP”. Warstwowa struktura umożliwia WAP w razie potrzeby pomieścić inne komponenty, dzięki czemu można go dostosowywać i rozbudowywać. Trzy podstawowe warstwy w architekturze WAP składają się z WDP (Wireless Datagram Protocol), WTP (Wireless Transaction Protocol) i WSP (Wireless Session Protocol). Inne warstwy, takie jak Wireless Transport Layer Security (WTLS) i Wireless Application Environment (WAE) są również często uwzględniane w stosie i pełnią ważne funkcje.
Na samym dole architektury WAP znajduje się metoda operatora sieci lub medium, w którym przesyłane są informacje, takie jak usługa krótkich wiadomości (SMS) w przypadku przesyłania wiadomości tekstowych lub ogólna usługa radiowa pakietowa (GPRS) w przypadku mobilnego połączenia internetowego. Tuż nad nośnikiem znajduje się WDP, który staje się medium między nośnikiem a warstwami nad nim. Zapewnia to, że WAP jest prawidłowo zsynchronizowany z metodą operatora, dzięki czemu połączenie jest stabilne, spójne i ciągłe.
Tuż nad WDP znajduje się WTLS. Jak sama nazwa wskazuje, ta warstwa w architekturze WAP zapewnia, że dane są zabezpieczone i ograniczone przed „podsłuchiwaczem” strony trzeciej. Oznacza to, że WTLS zazwyczaj osadza szyfrowanie w wiadomościach przekazywanych z jednej sieci do drugiej i sprawdza wiadomość oraz sieć nadawcy pod kątem uwierzytelnienia. WTLS zapewnia również, że wiadomość zachowuje swoją integralność i nie ulega zmianie podczas odbioru.
WTP, na szczycie WTLS, zarządza przesyłaniem danych. Można myśleć o WTP jako o wymuszaczu ruchu, który pozwala na wysyłanie i odbieranie wiadomości. Na przykład WTP nie pozwala telefonowi komórkowemu na wysyłanie wiadomości, gdy nie ma sygnału, ani nie pozwala innemu telefonowi komórkowemu na odbieranie wiadomości, gdy jest wyłączony. Warstwa ta odpowiada również za organizację wiadomości, dlatego dane przesyłane są zazwyczaj według czasu i daty transakcji.
Po WTP pojawia się WSP, który określa, czy podczas przesyłania danych wymagana jest podwójna wymiana informacji, czy tylko wymiana jednokierunkowa. W przypadku wymiany dwukierunkowej, na przykład w pokojach rozmów i wideokonferencjach, dostawca WSP przekierowuje dane do dostawcy usług WSP w celu zarządzania przepływem danych. Jeśli przeprowadzana jest transakcja jednokierunkowa, na przykład w strumieniowaniu wideo, dostawca WSP przypisuje dane do WDP, aby upewnić się, że pakiety danych są stale wysyłane, aż do zakończenia danych.
Najwyższą warstwą architektury WAP jest WAE, który zapewnia programistom i innym użytkownikom miejsce do tworzenia i edytowania treści oraz sposobu działania aplikacji. Ta warstwa może zawierać kody HTML (HyperText Markup Language) dla stron internetowych oraz adres URL, który działa jako adres strony internetowej. Spośród warstw architektury WAP, WAE jest prawdopodobnie najbardziej dostępny dla każdego użytkownika, który chce dostosować swoją stronę internetową, zmienić tło stron, zmienić kolor tekstów, a nawet zaprogramować własną grę i narzędzia.