De fysieke laag (physical layer) is de eerste (onderste) laag uit het OSI-model. Deze bevat de elektrische en mechanische definities van transportmedium en het signaal.

De fysieke laag beschrijft drie zaken:

• Het vertalen van binaire informatie in een signaal en andersom.
• De definitie van de mechanische karakteristieken van kabel, connectoren (stekkers) en maximale lengte.
• De definitie van de signaalkarakteristieken zoals: het elektrische signaal bij transport over koper, het optische signaal bij transport over glasvezel of het radiosignaal bij transport door de ether.

De volgende technologieën voorzien in diensten op de fysieke laag:

• Alle ITU-aanbevelingen, zoals RS-232, RS-485 (zie ook Modem)
• Alle variëteiten van IEEE 802.15 (bluetooth)
• Alle variëteiten van IEEE 802.11 (wifi, WLAN)
• DSL
• Ethernet-specificaties voor de fysieke laag. Zoals: 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 1000BASE-T, 1000BASE-SX
• GSM
• I²C-bus
• ISDN
• IrDA
• SDH
• USB physical layer
• X10