В наиболее общем случае сеть передачи данных можно представить неограниченным графом. Используя методы теории графов, можно оптимизировать количество соединений и скорости передачи в сети, исходя при этом из объема передаваемой информации. Такая топология наиболее часто используется при создании глобальных сетей. В локальных же сетях достаточно просто реализуются высокоскоростные тракты передачи, а коллективное пользование последними является экономически наиболее целесообразным. Поэтому топологии типа неограниченного графа в локальных сетях не представляются экономически оправданными. По этой же причине неприемлемым оказывается представление сети в виде полного графа, за исключением некоторых специфических ситуаций.
Из топологий, используемых в локальных сетях, наиболее часто встречаются звездообразная, кольцевая (петлевая), а также с общей шиной. В сети со звездообразной топологией каждый узел соединяется с центральным узлом одной двунаправленной линией либо двумя однонаправленными линиями. При этом центральный узел обеспечивает выполнение функций управления и коммутации линий связи. В сети с кольцевой топологией каждый узел соединяется с соседним однонаправленной линией так, чтобы все узлы были объединены в кольцо. Каждый узел выполняет функцию ретрансляционного усилителя, который осуществляет выбор возможных решений. Так как в сети с кольцевой топологией информация циркулирует по кольцу в определенном направлении, необходимо предусмотреть функцию вывода из кольца ненужной информации.
В сети с общей шиной каждый узел обычно подсоединяется к общей двунаправленной линии. Так как не все узлы сети обеспечивают функцию ретрансляционного усилителя, можно реализовать сетевую топологию с многими ответвлениями. Информация посылается по шине в двух направлениях и может автоматически стираться терминалами на обеих концах сети. Кроме указанных топологий в сетях передачи данных могут использоваться и специфические топологии: древовидная, U-образная и ряд других.