Mô hình tham chiếu các lớp trong Wimax chỉ ra rằng nó hoạt động ở tầm nhìn thẳng LOS ở băng tần cao trong dải tần từ 2Ghz đến 11Ghz. Hoạt động ở tần số này tao cơ hội cho sự thay đổi ở lớp vật lý.
Cũng giống như các chuẩn khác họ 802.xx của IEEE, 802.16 chỉ tập trung vào ciệc mô tả và chuẩn hóa hai lớp liên kết dữ liệu (Datalink Layer) và lớp vật lý (Physical Layer) trong mô hình OSI. Giữa lớp MAC và lớp vật lý còn có lớp hội tụ truyền dẫn (TC).
Lớp Mac trong 802.16 bao gồm ba lớp con (Sublayer): lớp con chuyên biệt dịch vụ (CS), lớp con phần chung MAC (CPS) và lớp bảo mật. Lớp CS cung cấp bất cứ việc chuyển đổi hoặc ánh xạ từ mạng mở rộng khác như ATM, Ethernet, thông qua một điểm truy nhập dịch vụ (SAP). Chính xác hơn, lớp này làm nhiệm vụ chuyển các gói tin từ các định dạng của mạng khác thành các gói tin định dạng theo 802.16 và chuyển xuống cho lớp CPS. Cũng tại đây diễn ra sự phân lớp dịch vụ của các mạng ngoài để ánh xạ vào một dịch vụ thích hợp trong 802.16.
• Lớp CSP cung cấp các chức năng chính của lớp MAC, đó là các chức năng như truy nhập, phân bố băng thông, thiết lập, quản lý kết nối.
• CS khác nhau để phân lớp vào một kết nối MAC riêng. Chất lượng dịch vụ sẽ được áp dụng trong việc truyền và sắp xếp dữ liệu
• Lớp con bảo mật cung cấp cơ chế chứng thực, trao đổi khóa và mã hóa.
• Lớp vật lý bao gồm rất nhiều các định nghĩa khác nhau, mỗi cái thích ứng cho một dãy tần số và ứng dụng riêng.