Die Anwendungsschicht, Application Layer (APL), ist die 7. Schicht des OSI-Referenzmodells. Aufgabe der Anwendungsschicht ist die Bereitstellung von Anwendungsdiensten mit entsprechenden Datenstrukturen und Protokollen.
Bei der Entwicklung der Standards wurden zunächst zwei Richtungen verfolgt. Zum einen die Bereitstellung von anwendungsorientierten Grunddiensten für Standardanwendungen wie Dateitransfer, elektronische Post und Filesharing. Zum anderen die Bereitstellung von Grundfunktionen innerhalb der Anwendungsschicht, die von speziellen Anwendungen genutzt werden können. Daher gibt es zwei Klassen von Dienstelementen innerhalb der Anwendungsschicht. Allgemein verwendbare Anwendungs-Dienstelemente ( ASE), die Common Application Service Elements ( CASE), und anwendungsspezifische Elemente, die Specific Application Service Elements ( SASE). Dienstelemente von SASE sind u.a. File Transfer Access and Management ( FTAM) und Virtual Terminal Service (VTS). Beispiel einer ITU-T-Empfehlung ist das Message Handling System ( MHS).
Bei der Strukturierung der Anwendungsschicht hat sich jedoch herausgestellt, dass die Trennung zwischen CASE und SASE nicht immer zweckmäßig durchführbar ist, da jeder anwendungsorientierte Grunddienst nicht nur seine eigene Datenstruktur für die Schicht 6, sondern auch z.B. eine spezifische Verzeichnis- und Management-Struktur impliziert. Daher verzichtet man auf die Trennung und spricht hier allgemein von Anwendungs-Dienstelementen, zeichnet aber bei diesen das Anwendungssteuerungs-Dienstelement ( ACSE) und das User Element aus. Die Single Association Controlling Function (SACF) überwacht das Zusammenwirken von Anwendungssteuerungs-Dienstelement (ACSE) und den lokalen Anwendungs-Dienstelementen, während die Multiple Application Control Function (MACF) für das systemübergreifende Zusammenwirken verantwortlich ist. Weitere Komponenten betreffen das Netzwerkmanagement und Systemmanagement.
Die DIN-Spezifikation für die Anwendungsschicht lautet: In der Anwendungsschicht, als der höchsten Schicht des Referenzmodells, manifestiert sich die Funktion der Informationsverarbeitung in einer Kommunikation. Kommunizierende Anwendungsinstanzen bilden verteilte Anwendungen.