O algoritmo de rede é a parte do software da camada de rede responsável pela decisão sobre a linha de saída a ser usada na transmissão do pacote de entrada. Se a sub-rede utilizar datagramas internamente, essa decisão deverá ser tomada mais uma vez para cada pacote de dados recebido, pois a melhor rota pode ter sido alterada desde a última vez. Se a sub-rede utilizar circuitos virtuais internamente, as decisões de roteamento serão tomadas somente quando um novo circuito virtual estiver sendo estabelecido. Daí em diante, os pacotes de dados seguirão a rota previamente estabelecida. Às vezes, essa última circunstância é chamada de roteamento por sessão, pois uma rota permanece em vigor durante toda um sessão do usuário.

Os algoritmos de roteamento podem ser agrupados em duas classes principais: adaptativos e não-adaptativos. Os algoritmos não-adaptativos não baseiam suas decisões de roteamento em medidas ou estimativas do tráfego e da topologia atuais. Em vez disso, a escolha da rota a ser utilizada para ir de um ponto a outro é previamente calculada off-line, sendo transferida para os roteadores quando a rede é inicializada. Às vezes, esse procedimento é chamado roteamento estático.

Nos algoritmos adaptativos é possível mudar as decisões de roteamento para refletir mudanças na topologia e, normalmente, também no tráfego. Os algoritmos adaptativos diferem em termos do lugar em que obtêm suas informações para definir as métricas para a otimização do encaminhamento dos pacotes.