Giao thức định tuyến OLSR kế thừa sự ổn định của giao thức trạng thái liên kết. Ưu điểm chính của OLSR là có các tuyến khả dụng ngay lập tức mỗi khi cần. Giao thức OLSR là sự tối ưu của giao thức trạng thái liên kết thuần túy cho mạng MANET. Cụ thể nó giảm kích cỡ của các gói tin điều khiển bằng cách khai báo chỉ một tập các nút chuyển phát trong số các nút hàng xóm, đó là MRP (Multipoint Relay Selectors). Chỉ có các nút chuyển phát của nút mới truyền lại các thông điệp quảng bá của nút. Kĩ thuật này làm giảm đáng kể số lần truyền lại trong thủ tục phát tràn và quảng bá.
Giao thức định tuyến OLSR sử dụng hai thông điệp điểu khiển là thông điệp HELLO và thông điệp điều khiển tô-pô mạng TC (Topology Control). Thông điệp HELLO được sử dụng để xây dựng lên tập MRP và được phát định kỳ một chặng để cảm nhận trạng thái liên kết với các hàng xóm. Để quảng bá tập MRP, nút sử dụng thông điệp TC. Các nút nhận được thông điệp TC sẽ phân tích và lưu các cặp kết nối theo dạng [chặng cuối, nút] trong đó “nút” là các địa chỉ được tìm thấy trong danh sách thông điệp TC. Bảng định tuyến được xây dựng từ cơ sở dữ liệu này bằng cách truy vết các cặp kết nối theo trật tự giảm dần. Để tìm được đường từ nút ban đầu cho trước tới một nút ở xa là R, đầu tiên sẽ tìm cặp kết nối (X, R), trong đó X là một nút hàng xóm của R, sau đó là cặp (Y, X), trong đó Y là một nút hàng xóm của X và cứ như thế cho đến khi tìm được một nút Y nằm trong tập hàng xóm của nút ban đầu. Để chọn được đường dẫn tối ưu, các nút chuyển tiếp sẽ chỉ lựa chọn các cặp kết nối có đường đi nhỏ nhất.
Giao thức định tuyến OLSR giữ các tuyến cho tất cả các đích có trong mạng, vì thế nó phù hợp cho các mẫu lưu lượng trong đó có một tập lớn các nút truyền thông với nhau và các cặp [nguồn, đích] thay đổi theo thời gian. Giao thức thích hợp đặc biệt
cho các mạng lớn và dày đặc bởi việc tối ưu sử dụng các chuyển tiếp đa điểm thực hiện tốt trong ngữ cảnh này. Mạng càng lớn và dày đặc thì việc tối ưu đạt được càng tốt.