ZigBee hat einen relativ einfachen Protokollstrack. Er besteht aus drei Ebenen. Die unterste Ebene wird von IEEE 802.15.4 gebildet und besteht aus dem Physical Layer (PHY) und dem Medium Access Control (MAC). In dieser Ebene werden die Funkschnittstelle und der Medienzugang realisiert, außerdem überwacht sie die Übertragungsqualität. Die Luftschnittstelle arbeitet mit Spreizbandtechnik (DSSS) mit einer Symbolrate von 62,5 S/s (Symbole pro Sekunde) und einer Datenrate von 128 kbit/s. Als Modulationsverfahren benutzt ZigBee im UHF-Bereich die Zweiphasenumtastung (BPSK) und im 2,4-GHz-Band OQPSK.

ZigBee-Protokollstack

Die Datenpakete haben eine Größe von 128 Byte, von denen bis zu 104 für die Nutzdaten genutzt werden können. Die Adresse hat eine Länge von 64 Bit und entspricht der IEEE-Adressierung. Außerdem kann ZigBee mit Kurzadressen von 16 Bit arbeiten.

Oberhalb der durch IEEE 802.15.4 definierten unteren Schichten, liegt das von der ZigBee-Allianz definierte ZigBee-Protokoll. Diese Ebene besteht aus dem Network Layer und dem Application Support Layer (APS). Darüber ist die Anwendungsebene angesiedelt. Sie erhält ihren Zugriff auf die darunter liegenden Schichten über das ZigBee Device Object (ZDO).

Die Anwendungen haben im Allgemeinen vordefinierte Anwendungsprofile.