Setiap antarmuka jaringan yang menggunakan protokol TCP/IP harus ter-identifikasi dengan menggunakan sebuah alamat logis yang unik. Alamat inilah yang harus digunakan oleh semua pengguna jaringan TCP/IP agar dapat saling terhubung. Kapasitas IPv4 yang dapat menjangkau lebih dari empat miliar pengguna menjadikannya sebagai pilihan utama para perancang dan administrator jaringan ketika membuat desain jaringan lokal atau LAN. Kemungkinan jumlah pengguna jaringan LAN atau lokal atau internal tidak mungkin melebihi jumlah kapasitas IPv4. Dalam RFC 791 yang diterbitkan oleh IETF, alamat IP versi 4 dibagi ke dalam lima kelas, yaitu Kelas A, Kelas B, Kelas C, Kelas D dan Kelas E. Alamat-alamat kelas A digunakan untuk jaringan skala besar. IP Kelas A memiliki kapasitas pengguna sebesar 126 jaringan dan 16,777,214 pengguna di setiap jaringan. Alamat-alamat kelas B dikhususkan untuk jaringan skala menengah hingga skala besar. IP Kelas B memiliki kapasitas 16,384 jaringan dan 65,534 pengguna untuk setiap jaringan. Alamat IP kelas C digunakan untuk jaringan berskala kecil. IP Kelas C memiliki kapasitas 2,097,152 jaringan dan 254 pengguna di setiap jaringan. Alamat IP kelas D disediakan hanya untuk alamat IP multicast. Alamat IP kelas E disediakan sebagai alamat yang bersifat eksperimental atau percobaan dan dicadangkan untuk digunakan pada masa depan.
IPv4 adalah sistem alamat versi pertama yang digunakan di ARPANET pada tahun 1983. Spesifikasi IPv4 diterbitkan oleh IETF (Internet Engineering Task Force) pada bulan September tahun 1981 melalui RFC 791. Spesifikasi tersebut diterbitkan sebagai pengganti RFC 760 yang diterbitkan pada bulan Januari tahun 1980. Dokumen tersebut dipersiapkan oleh University of Southern California (USC). Universitas California Selatan adalah salah satu universitas riset swasta terkemuka di dunia yang terletak di jantung kota Los Angeles. USC juga merupakan universitas swasta tertua di Claifornia yang didirikan pada tahun 1880. Pada tahun pertama jumlah mahasiswa universitas tersebut adalah 53, sedangkan jumlah pengajarnya 10 orang. Saat itu Los Angeles masih belum memiliki jalan aspal, lampu listrik dan telepon. Saat ini USC memiliki lebih dari sepuluh ribu staf akademik dan administrasi sekaligus telah meluluskan lebih dari seratus sembilan puluh ribu mahasiswa. Sebagai perguruan tinggi bermutu, USC telah banyak mendapatkan penghargaan dan prestasi. Sebuah hasil studi dampak ekonomi di USC menunjukkan bahwa universitas adalah salah satu mesin ekonomi paling kuat California. Website USC dapat di-akses melalui alamat www.usc.edu.
Ada dua jenis alamat yang dapat digunakan di dalam Internet, yaitu public address (alamat publik) dan private address (alamat pribadi). alamat publik adalah alamat-alamat yang telah ditetapkan oleh InterNIC dan berisi beberapa buah network identifier yang telah dijamin unik (artinya, tidak ada dua host yang menggunakan alamat yang sama) jika intranet tersebut telah terhubung ke Internet. Setiap node membutuhkan sebuah alamat IP yang secara global unik terhadap Internetwork IP. Untuk menghubungkan jaringan private ke internet dibutuhkan IP Publik sebagai penghubung. Pengguna di dalam sebuah jaringan yang tidak membutuhkan akses ke Internet, membutuhkan alamat-alamat IP yang bukan merupakan duplikat dari alamat publik yang telah ditetapkan. Untuk mengatasi masalah alamat ini, para desainer Internet memesan sebagian alokasi alamat IP dan menyebut bagian tersebut sebagai alokasi alamat pribadi atau IP Private. Alamat IP yang digunakan untuk IP Private tidak akan digunakan sebagai alamat publik. Sebuah jaringan yang menggunakan alamat IP private disebut juga dengan jaringan private atau private network. Alokasi alamat pribadi ditentukan di dalam RFC 1918 yang diterbitkan oleh IETF.
Alamat IPv4 terbagi menjadi tiga jenis, yakni: alamat unicast, alamat broadcast dan alamat multicast. Alamat Unicast merupakan alamat yang ditentukan untuk sebuah antarmuka jaringan yang dihubungkan ke sebuah Internetwork IP. Alamat unicast digunakan dalam komunikasi point-to-point atau one-to-one. Setiap antarmuka jaringan yang menggunakan protokol TCP/IP harus diidentifikasi dengan menggunakan sebuah alamat logis yang unik, yang disebut dengan alamat unicast (unicast address). Sebagai contoh, alamat unicast dapat ditetapkan ke sebuah host dengan antarmuka jaringan dengan teknologi Ethernet. Alamat unicast inilah harus digunakan oleh semua host TCP/IP agar dapat saling terhubung. Alamat unicast menggunakan kelas A, B, dan C dari kelas-kelas alamat IP yang telah disebutkan sebelumnya. Alamat Broadcast merupakan alamat yang di-desain agar diproses oleh setiap node IP dalam segmen jaringan yang sama. Jika sebuah host pengirim yang hendak mengirimkan paket data dengan tujuan alamat broadcast, maka semua node yang terdapat di dalam segmen jaringan tersebut akan menerima paket tersebut. Alamat Multicast merupakan alamat IPv4 yang dirancang agar diproses oleh satu atau beberapa node dalam segmen jaringan yang sama atau berbeda. Alamat Multicast digunakan untuk menyampaikan satu paket kepada banyak penerima. Spesifikasi alamat multicast ada dalam RFC 1112.
Alamat IP memiliki format w.x.y.z dengan subnetmask a.b.c.d. alamat IP dan subnetmask berisi nilai berkisar antara 0 (nol) hingga 255 (dua ratus lima puluh lima). Contoh penulisan alamat IP dan subnetmask suatu komputer adalah 192.168.1.1 dan 255.255.255.0. Pada contoh tersebut alamat pengguna atau komputer adalah 192.168.1.1, sedangkan alamat jaringannya adalah 192.168.1.0. Kapasitas jaringan yang tersedia adalah 255, yaitu mulai dari alamat IP 192.168.1.1 hingga 192.168.1.256. Kapasitas yang disebutkan tersebut belum termasuk alamat-alamat khusus yang dianggap sebagai pengecualian dan secara umum tidak digunakan. Alamat IP dan subnetmask juga dapat ditulis dengan format w.x.y.z/EF. Contoh penulisannya adalah IP:192.168.1.1 dan subnetmask: 255.255.255.0 ditulis dengan 192.168.1.1/24. Angka 24 yang berada di belakang garis miring menunjukkan jumlah angka satu dalam format bilangan biner pada subnetmask. Angka di setiap oktet subnetmask berisi 255, jika ditulis dalam bilangan biner maka angka 255 sama dengan 1111 1111, sehingga jumlah angka 1 adalah delapan. Pada contoh tersebut jumlah angka 255 pada subnetmask berjumlah tiga. Sehingga total angka satu dalam subnetmask adalah delapan dikalikan tiga, yaitu dua puluh empat. Angka dua puluh empat (24) dituliskan di belakang garis miring setelah alamat IP, atau menempati lokasi EF pada penjelasan di atas.