Trong hàng đợi ƣu tiên (Priority Queue), các gói tin đến đƣợc phân loại thành 2 hay nhiều lớp ƣu tiên. Việc nhận biết các lớp ƣu tiên thông qua các giá trị chứa trong header của các gói tin trong lớp, chẳng hạn, giá trị của trƣờng ToS (Type of Service) trong gói tin IPv4, địa chỉ nguồn/đích, số hiệu cổng nguồn/đích của nó,.. Mỗi lớp gói tin có một hàng đợi riêng. Bộ lập lịch của hàng đợi ƣu tiên sẽ chọn các gói tin từ lớp có độ ƣu tiên cao nhất nếu hàng đợi dành riêng cho chúng không rỗng (có gói tin đang đợi truyền đi) để truyền đi; sau khi truyền hết các gói tin trong hàng đợi ƣu tiên cao nhất nó mới truyền các gói tin của hàng đợi có ƣu tiên tiếp theo, v.v... Các gói tin trong một lớp ƣu tiên đƣợc chọn theo cơ chế FCFS (hình 2.4).
Hình 2.4: Cơ chế lập lịch hàng đợi ưu tiên với 2 lớp ưu tiên
Hình 2.4: Cơ chế lập lịch hàng có ưu tiên
Hình 2.5 minh họa việc thực hiện cơ chế hàng đợi ƣu tiên với hai lớp ƣu tiên. Các gói tin 1, 3, 4 thuộc lớp có độ ƣu tiên cao; các gói tin 2, 5 thuộc lớp có độ ƣu tiên thấp hơn. Gói 1 tới hàng đợi đầu tiên, khi đó đƣờng truyền đang rỗi, nó đƣợc truyền đi ngay. Sau đó gói tin thứ 2 và thứ 3 tới, gói thứ 2 có độ ƣu tiên thấp nên gói thứ 3 đƣợc truyền trƣớc, rồi tới gói thứ 2. Khi gói thứ 2 đang đƣợc truyền thì gói thứ 4 có độ ƣu tiên cao tới hàng đợi, gói tin thứ 2 vẫn tiếp tục đƣợc truyền chứ không bị ngắt lại. Sau khi gói tin thứ 2 truyền xong tới gói thứ 4, v.v..
PQ đƣợc dùng trong những trƣờng hợp cần áp đặt mức độ ƣu tiên tuyệt đối của một luồng đối với các luồng khác. Ví dụ, Cisco sử dụng PQ để đảm bảo các thông tin về việc bán các sản phẩm dựa trên Oracle phải đƣợc gửi đến đích trƣớc tất cả các lƣu lƣợng khác. Hiện tại PQ đƣợc cấu hình tĩnh, và không đƣợc hiệu chỉnh tự động theo sự thay đổi yêu cầu của mạng.
Mặc dù PQ cung cấp một cách tiếp cận lập lịch đơn giản, nhƣng nó có thể gây ra sự thiếu băng thông cho các luồng có mức ƣu tiên thấp. PQ có thể dành hết băng thông để phục vụ cho luồng có ƣu tiên cao, và nếu băng thông hạn chế thì có thể dẫn tới những luồng thấp hơn không bao giờ đƣợc phục vụ. Để tránh xảy ra tình trạng này, PQ phải đƣợc kết hợp với các kỹ thuật nhằm hạn chế tốc độ của các lƣu lƣợng có mức ƣu tiên cao, nhƣ Shaping hay CAR (Committed Access Rate) [13].