以太网控制器是位于一个更大设备内，用于管理系统数字处理和以太网接口之间通信的设备或模块。它接收并传输数据至或自本地处理总线连接，使该数据流符合以太网标准 (IEEE 802.3)，并发送或接收相同数据至以太网总线。

以太网总线连接可支持在共享的物理媒介上以 10、100 或 1000Mbits/s （分别是 10/100/1000Base-T）的速度串行通信。支持这些标准的以太网控制器集成了物理层和数据连接层电路 — 传输差别化数据至隔离的转换器，以连接至以太网控制器，通常是通过 RJ45 连接器来实现。近年来已出现了 10Gbit/S 的控制器，它需要独立的有源接收器模块 (PHY)，以便给铜质或光纤接口扩大或增强信号。以太网控制器和物理介质接口之间的连接中介称为媒体专用接口 (MDI)。

本地总线可有多种格式。一些系统不需要高速通信，且本地总线接口是一种低速串行连接（SPI 或 I2C）。这些控制器仅能支持 10Mbit/s (10Base-T) 数据包传输速度，但实际的数据传输速率可能低得多。其他以太网控制器支持高速总线，以满足按照 100/1000Base-T 提供的高速数据传输速率。这将使用高速本地总线，以在自己和微处理器系统之间传输数据。这是一种称为媒体独立接口 (MII)、简化 MII (RMII)、支持 Gbit/s 的 GMII 或 RGMII 替代方案的并联总线。10Gbit/S 以太网控制器拥有由两个 32bit 数据总线构成的超高速总线 (XGMII)，但 10 Gb 连接单元接口 (XAUI) 接口已经很大程度上代替了它。部分以太网控制器拥有集成的 PCI 接口，用以直接连接到处理系统 PCI 总线，并包含了用以向和从系统存储器移动数据的直接存储器访问 (DMA) 。

部分控制器支持多以太网连接，并可用作交换机。为符合以太网标准，它通常包括自动极性检测、冲突检测、全双工和半双工以太网模式、自动重传、循环冗余生成 (CRC) 和数据包过滤。它通常包含数据缓冲器，以在接收和传输通道中存储一个或多个数据包。