无线传感器网络协议体系是对网络及其部件应完成功能的定义与描述。它由网络通信协议、传感器网络管理以及应用支撑技术组成。
网络通信协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。物理层的功能包括信道选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等。无线传感器网络采用的传输方式可以是无线、红外或者光波等。物理层的设计目标是以尽可能少的能量损耗获得较大的链路容量。数据链路层的主要任务是建立一条无差错的通信链路，该层一般包括媒体访问控制（MAC）子层与逻辑链路控制（LLC）子层，其中MAC层规定了不同用户如何共享信道资源，LLC层负责向网络层提供同意的服务接口。网络层的主要功能是完成分组路由、网络互连等功能。传输层负责数据流的传输控制，提供可靠高效的数据传输服务。
网络管理技术主要是对传感器节点自身的管理以及用户对传感器网络的管理。网络管理模块是网络故障管理、计费管理、配置管理、性能管理的总和。其他还包括网络安全模块、移动控制模块、远程管理模块。传感器网络的应用支撑技术为用户提供各种应用支撑，包括时间同步、节点定位，以及向用户提供协调应用服务接口。