Hầu hết, các giao thức định tuyến phân bậc đều cung cấp khả năng mở rộng mạng bằng cách hạn chế tối đa các giao tiếp nội bộ trong nhóm. Do đó, lưu lượng được tạo ra bị giới hạn bởi các nút đứng đầu nhóm. Điều này cho phép các mạng có quy mô lớn được triển khai mà không gặp phải tình trạng quá tải ở một số nơi trọng yếu. Mặt khác, thời gian sống của toàn mạng được cải thiện rõ rệt do có nhiều cải tiến.
Thứ nhất, các cơ chế phân nhóm được thực thi một cách tự động khiến cho mức năng lượng tiêu thụ ít hơn hẳn so với các hoạt động trong giao thức kiến trúc phẳng. Tiếp đó, hầu hết dữ liệu chỉ được truyền thông qua các nút đứng đầu nhóm nên các nút còn lại chỉ thực thi các nhiệm vụ đơn giản. Cuối cùng, trong các mạng Cảm biến không dây dựa trên sự kiện, khi các nút mạng không hoạt động chúng sẽ ở trạng thái ngủ dưới sự giám sát của các nút đứng đầu nhóm giúp hạn chế tối đa năng lượng bị tiêu hao trên các nútnày.
Mặc dù có nhiều ưu điểm, xong các giao thức dựa trên phân nhóm lại chịu sự chi phối lớn từ các nút đứng đầu nhóm. Hơn nữa, sự hình thành các nhóm đòi hỏi them nhiều thủ tục và loại tín hiệu khác nhau, do đó chi phí sẽ tăng đột biến trong trường hợp thường xuyên thay đổi nút đứng đầu. Mặt khác, việc truyền thông giữa các nhóm với nhau vẫn còn là một thách thức lớn và đa phần các nút đứng đầu nhóm được giả định là liên hệ trực tiếp với Sink bằng cách sử dụng công suất phát cao. Điều này là không khả thi khi áp dụng cho các mạng có quy mô lớn vì lượng dữ liệu cần gửi về Sink là rất nhiều và một nút đơn thì không thể đảm nhiệm tốt vai trò này.