Ce protocole permet de transporter des connexions en conservant les informations du niveau 2 au niveau 7 du modèle OSI. Le transport de ces connexions se fait grâce à des tunnels IP/UDP, le port UDP utilisé en standard est le 1701. Un même tunnel peut transporter plusieurs connexions, en général il n'y a qu'un seul tunnel entre deux mêmes équipements de terminaison. L'équipement qui initie le tunnel, généralement un NAS ou un BAS, est appelé LAC (L2TP Access Concentrator) et l'équipement qui termine le tunnel est appelé LNS (L2TP Network Server).
Au départ, L2TP a été défini pour transporter des connexions PPP avec la RFC 2661, puis L2TP a été généralisé pour transporter n'importe quel protocole de niveau 2 avec L2TPv3 dans la RFC 3931.