Giống như các mạng thông thường khác, khả năng mở rộng là một trong những thuộc tính chính của mạng cảm biến không dây, Mạng đơn cấp có thể gây ra hiện tượng quá tải ở các cổng giao tiếp khi mật độ các node cảm biến tăng cao. Những sự quá tải như vậy có thể làm cho việc theo dõi sự kiện không đáng tin cậy. Hơn nữa cấu trúc cổng đơn không thể mở rộng khi số lượng node cảm biến tăng lên trong 1 vùng rộng lớn hơn vì các cảm biến không có khả năng giao tiếp ở cự ly quá xa. Để cho phép hệ thống có thể đối đầu với những thông tin thêm vào và có khả năng mở rộng vùng giám sát mà không giảm chất lượng dịch vụ thì người ta đưa ra định tuyến phân cấp.
Trong kiến trúc phân cấp, các node có vai trò khác nhau: các node có năng lượng cao hơn được sử dụng để xử lý và gửi thông tin trong khi các node có năng lượng thấp được sử dụng để cảm nhận, thu thập dữ liệu. Điều này có nghĩa là tạo ra các cluster và chỉ định các nhiệm vụ đặc biệt cho các node cluster head (nút mà có nhiều năng lượng). Mục đích chính của định tuyến phân cấp là để duy trì hiệu quả việc tiêu thụ năng lượng của các node cảm biến bằng việc đặt chúng trong giao tiếp đa chặng trong một cụm cụ thể và bằng việc thực hiện tập trung và hợp nhất dữ liệu để giảm số bản tin được truyền đến trạm cơ sở. Sự hình thành các cụm chủ yếu dựa trên năng lượng dự trữ của node và vùng lân cận của node so với các cluster head.