Frame Relay ( FR) hat einen Datenrahmen, der aus wenigen Datenfeldern besteht. Zwei 8 Bit lange Flags kennzeichnen den Beginn und das Ende des Frame-Relay-Headers. Zwischen diesen beiden Flags befinden sich das Adressenfeld, die Payload mit den Nutzerdaten und ein 2 Byte lange Prüfsummenfeld ( FCS). Der Header ist 2 bis 4 Byte lang und enthält den Data Link Channel Identifier ( DLCI), sowie einige Steuerbits und Bits für die Überlastanzeige.
Fehlerhafte Pakete, d.h. Pakete, deren DLCI-Feld fehlerhaft übertragen wurden, werden über die komplette Ende-zu-Ende-Verbindung erneut angefordert. Das DLCI-Feld enhält die Steuerungsmechanismen für die Verbindung und Übertragung. Mit dem numerischen DLCI-Wert wird eine bestimmte virtuelle Verbindung identifiziert, über die das Frame-Relay- Netzwerk Sende- und Empfangsstation eindeutig identifizieren kann. Der Frame-Relay-Header hat auch mehrere 1-Bit- Datenfelder für die Überlastkontrolle, die Forward Explicit Congestion Notification ( FECN) und Backward Explicit Congestion Notification ( BECN). Ein Command/Response Bit (C/R), zwei Bits für die Adressenerweiterung, und ein weiteres für Discard Eligibility ( DE) für Überlasterscheinungen.
Innerhalb des variablen Informationsfeldes können Benutzerdaten zwischen 262 Bytes und bis zu 8.192 Bytes (8 KB) übertragen werden. Das den Nutzerdaten folgende Prüfsummenfeld umfasst 2 Bytes und dient dem Erkennen von Bitfehlern.