Üldiselt on traadita rakendusprotokolli (WAP) arhitektuuri struktuur kihiline, kusjuures iga komponent on üksteise peale virnastatud. Seda arhitektuuri nimetatakse mõnikord ka WAP-pinnaks. Kihiline struktuur võimaldab WAP-il vajadusel teisi komponente mahutada, muutes selle kohandatavaks ja laiendatavaks. WAP-arhitektuuri kolm peamist kihti koosnevad traadita andmegrammi protokollist (WDP), traadita tehinguprotokollist (WTP) ja traadita seansi protokollist (WSP). Teised kihid, nagu traadita transpordikihi turvalisus (WTLS) ja traadita rakenduskeskkond (WAE) sisalduvad samuti sageli virna ja neil on olulised funktsioonid.
WAP-arhitektuuri kõige põhjas asub võrgukandja meetod või teabe edastamise vahend, näiteks lühisõnumiteenus (SMS) tekstisõnumite saatmiseks või üldine pakettraadioteenus (GPRS) mobiilse Interneti-ühenduse jaoks. Vahetult kandja kohal on WDP, millest saab kandja ja selle kohal olevate kihtide vaheline keskkond. See tagab, et WAP sünkroonitakse õigesti operaatorimeetodiga, nii et ühendus on stabiilne, järjepidev ja pidev.
WDP kohal on WTLS. Nagu nimigi ütleb, tagab see WAP-arhitektuuri kiht, et andmed on kaitstud ja piiratud kolmanda osapoole pealtkuulaja eest. See tähendab, et WTLS manustab tavaliselt ühest võrgust teise edastatud sõnumitele krüptimise ning kontrollib sõnumi ja saatja võrgu autentimist. WTLS tagab ka selle, et sõnum säilitab oma terviklikkuse ja selle vastuvõtmisel ei muutu.
WTP, lisaks WTLS-ile, haldab andmete edastamist. WTP-st võib mõelda kui liikluse tagajast, kes lubab sõnumeid saata ja vastu võtta. Näiteks ei luba WTP mobiiltelefonil sõnumeid saata, kui signaal puudub, ega ka teisel mobiiltelefonil väljalülitatud telefonil sõnumeid vastu võtta. See kiht vastutab ka sõnumite korrastamise eest, mistõttu saadetakse andmed tavaliselt tehingu kellaaja ja kuupäeva järgi.
Pärast WTP-d tuleb WSP, mis määrab, kas andmeedastuse ajal nõutakse kahekordset teabevahetust või on vaja ainult ühesuunalist teabevahetust. Kui tegemist on kahesuunalise teabevahetusega, näiteks jututubades ja videokonverentsidel, suunab WSP andmed andmevoo haldamiseks ümber WSP-sse. Kui sooritatakse ühesuunaline tehing, näiteks video voogedastus, määrab WSP andmed WDP-le, et tagada andmepakettide pidev saatmine kuni andmete täielikkuseni.
WAP-arhitektuuri kõrgeim kiht on WAE, mis annab programmeerijatele ja teistele kasutajatele koha sisu ja rakenduse tööviiside loomiseks ja redigeerimiseks. See kiht võib sisaldada veebilehtede hüperteksti märgistuskeele (HTML) koode ja URL-i, mis toimib veebisaidi aadressina. WAP-arhitektuuri kihtidest on WAE ilmselt kõige ligipääsetavam igale kasutajale, kes soovib oma veebisaiti kohandada, lehtede tausta asendada, tekstide värvi muuta ning isegi oma mängu ja tööriistu programmeerida.