Giao thức định tuyến RPL được thiết kế cho các mạng tổn hao công suất thấp LLNs (Low-Power and Lossy Networks) với các nút mạng có tài nguyên hạn chế và được kết nối với nhau bởi các liên kết tổn hao (có sự mất mát bản tin). Trong những mạng này, lưu lượng bản tin dữ liệu thường bị giới hạn và lưu lượng bản tin điều khiển cần được giảm xuống ở mức thấp nhất có thể để tiết kiệm băng thông và năng lượng.
RPL là một giao thức vectơ khoảng cách. Giao thức này xây dựng cấu trúc mạng gồm một hoặc nhiều DODAG (Destination Oriented Direct Acyclic Graph). Các tuyến đường được xây dựng từ các nút trong mạng đến một trong những nút gốc của các DODAG. Giao thức định tuyến vectơ khoảng cách hoàn toàn phù hợp với tính chất hạn chế về tài nguyên của các nút mạng. Mặc dù các giao thức định tuyến trạng thái liên kết hiệu quả hơn so với các giao thức định tuyến vectơ khoảng cách nhưng chúng cũng yêu cầu nhiều hơn về tài nguyên bộ nhớ để lưu trạng thái liên kết và lưu lượng điều khiển để đồng bộ các trạng thái liên kết giữa các nút mạng.
Một ví dụ về một DODAG được minh họa ở hình 2.8. Khác với các cấu trúc liên kết hình cây, các DODAG cung cấp những đường dẫn dư thừa và đây là một yêu cầu bắt buộc trong các mạng tổn hao. Do vậy, giao thức RPL có thể cung cấp nhiều hơn một tuyến đường từ một nút đến nút gốc DODAG và thậm chí đến cả những nút khác trong mạng.
RPL sử dụng các thuật ngữ “hướng lên” (upward) và “hướng xuống” (downward). Hướng lên là từ các nút lá hướng đến nút gốc. Hướng xuống dùng để chỉ chiều ngược lại. Các thuật ngữ “nút cha/nút con” (parent/children) cũng thường được sử dụng. Parent của một nút trong một DODAG là nút kế tiếp gần nhất trong DODAG theo chiều hướng lên. RPL cũng đưa ra thuật ngữ về “anh em” (sibling). Hai nút được gọi là sibling của nhau khi chúng có cùng rank trong cùng một DODAG. Trong hình 2.8, nút 2.2 là parent của nút 3.3; nút 3.3 và nút 3.2 là sibling của nhau và nút 4.3, 4.4 là children của nút 3.3.
Hoạt động của giao thức RPL được diễn ra như sau: Đầu tiên, một hoặc một vài nút sẽ được cấu hình là các nút gốc. Một cơ chế tìm kiếm các nút lân cận dựa trên các bản tin điều khiển ICMPv6 được sử dụng để xây dựng DAG. RPL định nghĩa ba loại bản ICMPv6 mới được gọi là bản tin DIO (DODAG Information Object), bản tin DAO (Destination Advertisement Object) và bản tin DIS (DODAG Information Solicitation). DIO là bản tin mang thông tin về DODAG, được gửi từ các nút parent đến các nút children và được sử dụng để xây dựng DODAG. DIS chỉ thực hiện nhiệm vụ quảng bá sự xuất hiện của một nút và yêu cầu các nút khác phản hồi bằng các bản tin DIO. DAO là bản tin được gửi từ một nút children đến các parent nhằm quảng bá khả năng tham gia vào quá trình định tuyến theo chiều downward trong mạng. Khi một nút đã tham gia vào một DODAG thì nó sẽ có một tuyến đường hướng về một nút gốc (có thể là một tuyến đường mặc định) để hỗ trợ lưu lượng MP2P (Multi-Point to Point) từ các nút lá về nút gốc (theo hướng lên).