Khi hoạt động, một thiết bị đầu cuối GPRS làm việc giống như một điện thoại di động chuẩn – cả hai liên lạc với một trạm gốc và cơ sở hạ tầng cung cấp tính năng xác thực, kết nối và dịch vụ. Điểm khác biệt chính là GPRS cho phép người sử dụng “được kết nối” liên tục với mạng.
Thay vì gửi dữ liệu tới một đích cố định - kết nối quay số, GPRS cho phép các gói dữ liệu được chèn vào một luồng kết nối thường trực. Các gói tin từ những người sử dụng khác nhau trong một tế bào được đan xen, sao cho dung lượng truyền dẫn “luôn có” (always-on) được chia sẻ, mà không có khe thời gian định trước thường trực được phân bổ cho một cuộc gọi. Do đó, dung lượng có thể được phân bổ khi cần thiết và giải phóng khi không cần.
Tốc độ truyền dữ liệu GSM là 14,4 kbit/s thông qua một kết nối cố định được thay thế trong GPRS băng cách truy nhập vào từ 1 tới 8 khe thời gian đồng thời chạy với dung lượng kết hợp vào khoảng 14,4 kbit/s cho mỗi khe. Tốc độ dữ liệu cụ thể tùy thuộc vào các điều kiện vô tuyến. Dung lượng này có được đến mức nào tùy thuộc vào các phiên bản GPRS khác nhau và các đặc tính khác nhau.
Ví dụ: GPRS lớp 8 (Class 8 GPRS) có thể xử lý tới 5 khe thời gian kế tiếp nhau, 4 khe nhận và 1 khe phát tín hiệu – cho tốc độ dữ liệu chiều về lên tới 50 kbit/s. Lớp 12 (Class 12 GPRS) cho phép bất kì tổ hợp nào của 5 khe giữa thu và phát.
Tất cả các gói tin được truyền dẫn trên các khe thời gian được chuyển từ trạm gốc (BTS) nhờ nút mạng hỗ trợ dịch vụ GPRS (SGSN) một SGSN có thể hỗ trợ nhiều trạm gốc, SGSN truy tìm tất cả các máy di động trong phạm vi vùng phục vụ của nó. Khi một thiết bị di động gửi các gói dữ liệu, chúng đi qua SGSN tới GGSN, tại đây, các gói được biến đổi để truyền qua mạng có thể là Internet, X.25 hoặc một mạng riêng. Các gói tin nhận từ Internet (nghĩa là gói IP) gửi tới máy di động được nhận bởi GGSN, chuyển tiếp đến SGSN phù hợp và sau đó chuyển đến người sử dụng di động.
Để chuyển tiếp các gói tin cho nhau thì SGSN và GGSN đóng gói chúng bằng một giao thức chuyên dùng gọi là giao thức đường hầm GPRS (GTP – GPRS Tunnel Protocol) hoạt động trên nền giao thức TCP/IP chuẩn. Các chi tiết chuyển đổi này của SGSN và GGSN là trong suốt với người sử dụng.