虽说三层交换机和路由器都可以工作在三层，但本质上还是有所区别。
一、在设计的功能上不同
现在有很多的多功能路由器，又能实现三层的路由功能，包括NAT地址转换。有提供了二层的端口，有的还配置了无线功能。再有就是还具备防火墙的功能。但是你不能它单独的划分为交换机或者是防火墙吧。只能说是个多功能的路由器。防火墙二层交换只是他的附加功能。三层交换也一样，主要功能还是解决局域网内数据频繁的通信，三层功能也有，但不见得和路由器差很多。
二、应用的环境不同
三层交换的路由功能比较简单，因为更多的把他应用到局域网内部的通信上，主要功能还是数据的交换
路由器的主要功能就是选路寻址，更适合于不同网络之间，比如局域网和广域网之间，或者是不同的协议之间。
三、实现方式不同
路由器能够实现三层的路由(或转发) 是基于软件的实现方式，当收到一个数据包要转发的时候，要经过查看路由表，最长匹配原则等一系列复杂的过程最终实现数据包的转发，相比三层交换效率略低。而三层交换是基于硬件的方式实现三层的功能，他成功转发一个数据包后，就会记录相应的IP和MAC的对应关系，当数据再次转发是根据之前的记录的表项直接转发。这个过程成为“一次路由，多次交换”。
总之，三层交换和路由器的较大区别是路由器可以基于端口做NAT，而三层交换机不能。路由器直接接入光纤可以直接上网，而三层交换机不能。主要是三层交换机的每一个接口都有专有的MAC地址和特定的ASIC集成电路。
