物聯網結構中的最底層是感知層，而最高層則是應用層。感知層用于獲取和收集信息，應用層用于處理和運用信息。作為物聯網結構中的最頂層，應用層核心功能是處理和應用，而實現這種功能的平臺是云計算平臺。顯然，應用層和感知層是物聯網的核心層級，它們突出了物聯網的顯著特征。應用層與感知層具有緊密的聯系，一個是獲取數據，一個是利用數據，它們之間存在因果的關系。應用層一方面可以對感知層所采集的數據進行計算、處理，另一方面也能對這些數據進行知識挖掘、信息挖掘等，其功能實現的最終目的是對世界萬物進行控制、管理以及決策。

　　物聯網應用層要處理兩個核心問題，分別是數據和應用。從數據上來看，物理網應用層需要把接收到的海量數據進行精準處理和實時管理，讓這些數據隨時“待命”，一旦人們有需要，應用層就可以隨時隨地調用這些數據；從應用上來看，只管理和處理數據明顯是不夠的，還要將這些數據和各種現實事務進行精準配對，把數據內容與各種事務的具體內容緊密聯系起來，實現數據和業務應用相結合。

　　以電力抄表為例，在智能電網中，無需通過人工抄表來獲取用戶用電信息，通過智能物聯網中的傳感器便可獲取相關信息。在每一家用戶的電表上都有一個智能讀表器，該讀表器其實就是物聯網感知層中的傳感器。用戶用電后會產生用電信息，這些用電信息就由這些傳感器來采集和獲取，定期采集完用電信息后，讀表器會將這些數據匯總，并通過網絡發送到電力部門的中心處理器上。在這個過程中，讀表器是感知層的傳感器，傳感器進行的工作就是感知層的工作；而中心處理器是應用層的組件，中心處理器在應用層進行的工作是分析和處理用戶的用電信息，并根據信息的具體內容來制定收費方法。

　　物聯網應用層從結構上可分為以下幾個部分：

　　第一個部分是物聯網中間件。物聯網中間件可以是一個系統軟件，也可以是一個服務程序，它能夠為物聯網應用系統提供各種統一封裝的公用能力。

　　第二部分是物聯網應用系統。物聯網應用系統涵蓋了許多實際應用，例如電力抄表、安全檢測、智能農業、遠程醫療、地質勘探等。

　　第三部分是云計算。海量的物聯網數據要借助云計算的力量進行存儲和分析，云計算的服務類型包括三種，分別是以服務和軟件為核心的即服務（SaaS）、以基礎架構為核心的即服務（IaaS）、以平臺為核心的即服務（paaS）。

　　目前，隨著網絡技術的發展，物聯網網絡層已經相對成熟，在傳感器方面的不斷創新，也使物聯網在感知層取得了巨大的進步。但是，物聯網應用層在技術上卻相對落后，現階段，物聯網的相關產品還沒有被大量推出。與其他物聯網層級相比，應用層可以直接為用戶提供具體的服務，是最能影響和改變人們生活的層級，也是實現物聯網全面普及的目的層級。