LTE对3GPP的整个体系架构进行了大幅度的简化，趋近于扁平化的IP宽带网结构。传统的3G网络结构,包括Node、RNC（Radio Network Controller，无线网络控制器）和CN（Core Network，核心网）三级结构。而LTE网络与3G网络相比，LTE网络取消了RNC节点，将RNC的部分功能与NodeB合并，称为eNodeB（evolved NodeB），eNodeB之间通过X2接口直接互连形成网状网，组成LTE的接入网，称为演进型UTRAN（E—UTRAN）。
LTE的核心网采用全IP的分布式结构，取消了电路域，仅支持分组域，由MME（移动性管理实体）、S—GW（服务网关）、P—GW（分组数据网网关）组成，称为EPC（演进型分组交换核心网）。LTE采用eNodeB和EPC的两层结构，eNode.与EPC之间通过S1接口连接，提供无线接入网资源访问功能。这种扁平化的网络架构降低了呼叫建立时延及用户数据的传输时延，并且随着网络逻辑节点的减少，网络建设资本支出（CAPEX）和运营成本（OPEX）也会相应降低，满足了低时延、低复杂度和低成本的要求。