TCP non gestisce direttamente la frammentazione dei dati, ma delega questa funzione al protocollo di livello inferiore (generalmente IP). TCP definisce una dimensione massima per i segmenti di dati (che dipende dalla MTU della rete) e durante la trasmissione, suddivide i dati da inviare in segmenti di dimensione inferiore a quella massima. Se un segmento eccede la MTU della rete, il protocollo IP si occupa della frammentazione dei dati in pacchetti più piccoli. Una volta ricevuti i pacchetti dal protocollo IP, TCP li riassembla nel loro ordine corretto e invia eventuali ritrasmissioni in caso di perdita o danneggiamento dei pacchetti. In generale, TCP cerca di minimizzare la necessità di frammentazione dei dati, ad esempio negoziando durante l’inizio della connessione la dimensione massima dei segmenti in base alle capacità della rete.
