イーサネットコントローラは、システムのデジタル処理とイーサネットインターフェース間の通信を管理する、より大きなデバイス内部に設置されたデバイスやモジュールです。ローカル処理バス接続とのデータの受信および送信を行い、このフローをイーサネット規格(IEEE 802.3)に準拠するように調整し、同じデータをイーサネットバスに送受信します。

イーサネットバス接続は、共有物理媒体上で10、100、1000Mbits/s(それぞれ10/100/1000Base-T)のシリアル通信をサポートできます。これらの標準をサポートするイーサネットコントローラは、物理層およびデータリンク層の回路などを統合しています。差動データを絶縁トランスに送り、通常はRJ45コネクタを介してイーサネットケーブルに接続します。最近では、銅線または光ファイバーインターフェースの信号を増幅・供電するために、別のアクティブトランシーバーモジュール(PHY)を必要とする10Gbit/Sコントローラが利用可能になっています。イーサネットコントローラと物理メディアインターフェース間の接続はメディア依存インターフェース(MDI)と呼ばれます。

ローカルバスは複数のフォーマットがあります。一部はローカルバスインターフェースで遅いシリアル接続(SPIまたはI2C)となっており、高速通信を必要としません。これらのコントローラは一般的に10Mbit/s(10Base-T)のパケット伝送速度のみをサポートしますが、実際のデータレートはかなり低い場合があります。他のイーサネットコントローラは、100/1000Base-Tが提供する高速データレートに対応するために高速バスをサポートしています。これは高速ローカルバスを利用して、自身とマイクロプロセッサシステム間でデータを転送します。Media-Independent Interface (MII)、Reduced Media-Independent Interface (RMII)、またはGMIIやRGMII対応の代替手段であるGbit/sと呼ばれる並列バスです。10Gbit/Sイーサネットコントローラは、2本の32ビットデータバスからなる非常に高速なバス(XGMII)を持っていますが、10ユニットインターフェース(XAUI)バスがほぼ置き換えられています。一部のイーサネットコントローラは、処理システムのPCIバスに直接接続するための統合PCIインターフェースを持ち、システムメモリへのデータ移動のためのダイレクトメモリアクセス(DMA)を組み込んでいます。

一部のコントローラーは複数のイーサネット接続をサポートし、スイッチとして使用可能です。イーサネット規格に準拠するため、通常は自動極性検出、衝突検出、フルデュプレックスおよびハーフデュプレックスイーサネットモード、自動再送信、巡回冗長生成(CRC)、パケットフィルタリングが含まれます。通常、受信および送信の両方のパスに1つ以上のデータパケットを保存するためのデータバッファを組み込んでいます。