PPTP đóng gói các khung dữ liệu của giao thực PPP vào các IP datagram để truyền qua mạng IP (Internet hoặc Intranet). PPTP dùng một kết nối TCP (gọi là kết nối điều khiển PPTP) để khởi tạo, duy trì, kết thúc đường ngầm; và một phiên bản của giao thức GRE (Generic Routing Encapsulation - đóng gói định tuyến chung) để đóng gói các khung PPP. Phần tải tin của khung PPP có thể được mật mã hoặc/và giải nén.
PPTP giả định tồn tại một mạng IP giữa PPTP client (VPN client sử dụng giao thức đường ngầm PPTP) và PPTP server (VPN server sử dụng PPTP). PPTP client có thể được nối trực tiếp qua việc quay số tới máy chủ truy nhập mạng (Network Access Server - NAS) để thiết lập kết nối IP.
Việc xác thực trong quá trình thiết lập kết nối IP-VPN trên giao thức PPTP sử dụng các cơ chế xác thực của kết nối PPP, ví dụ EAP (Extensible Authentication Protocol: giao thức nhận thực mở rộng), CHAP (Challenge - Handshake Authentication Protocol: giao thức nhận thực đòi hỏi bắt tay), PAP (Password Authentication Protocol: giao thức nhận thực khẩu lệnh). PPTP cũng thừa hưởng việc mật mã hoặc/ và nén phần tải tin của PPP. Mật mã phần tải PPP sử dụng MPPE (Microsoft Point - to - Point Encryption: mật mã điểm tới điểm của Microsoft) (với điều kiện xác thực sử dụng giao thức EAP - TLS (EAP - Transport Level Security: EAP - an ninh mức truyền tải) hoặc MS - CHAP của Microsoft). MPPE chỉ cung cấp mật mã mức truyền dẫn, không cung cấp mật mã đầu cuối đến đầu cuối. Nếu cần sử dụng mật mã đầu cuối đến đầu cuối thì
có thể sử dụng IPSec để mật mã lưu lượng IP giữa các đầu cuối sau khi đường ngầm PPTP đã được thiết lập. Máy chủ PPTP là máy chủ IP-VPN sử dụng giao thức PPTP với một giao diện nối với Internet và một giao diện khác nối với Intranet.