ARP工作過程
當一個基於TCP/IP的應用程序需要從一臺主機發送數據給另一臺主機時，它把信息分割並封裝成包，附上目的主機的IP地址。然後，尋找IP地址到實際MAC地址的映射，這需要發送ARP廣播消息。當ARP找到了目的主機MAC地址後，就可以形成待發送幀的完整以太網幀頭。最後，協議棧將IP包封裝到以太網幀中進行傳送。
當主機A要和主機B通信（如主機A Ping主機B）時。主機A會先檢查其ARP緩存內是否有主機B的MAC地址。如果沒有，主機A會發送一個ARP請求廣播包，此包內包含着其欲與之通信的主機的IP地址，也就是主機B的IP地址。當主機B收到此廣播後，會將自己的MAC地址利用ARP響應包傳給主機A，並更新自己的ARP緩存，也就是同時將主機A的IP地址/MAC地址對保存起來，以供後面使用。主機A在得到主機B的MAC地址後，就可以與主機B通信了。同時，主機A也將主機B的IP地址/MAC地址對保存在自己的ARP緩存內。
ARP緩衝區
爲了節省ARP緩衝區內存，被解析過的ARP條目的壽命都是有限的。如果一段時間內該條目沒有被參考過，則條目被自動刪除。在工作站PC的Windows環境中，ARP條目的壽命是2分鐘，在大部分Cisco交換機中，該值是5分鐘。（不同系統的動態Cache壽命不同）
在工作站PC的Windows環境中，可以使用命令arp -a查看當前的ARP緩存，而在路由器和交換機中可以命令show arp完成相同的功能。
在工作站PC的Windows環境中，可以使用命令arp -a查看當前的ARP緩存，而在路由器和交換機中可以命令show arp完成相同的功能。
ARP不能通過IP路由器發送廣播，所以不能用來確定遠程網絡設備的硬件地址。對於目標主機位於遠程網絡的情況，IP利用ARP確定默認網關（路由器）的硬件地址，並將數據包發到默認網關，由路由器按它自己的方式轉發數據包。
反向ARP（Reverse ARP，RARP）用於把物理地址（MAC地址）轉換到對應的 IP 地址。例如，在無盤工作站啓動的時候，因爲無法從自身的操作系統獲得自己的IP地址配置信息。這時，無盤工作站可發送廣播請求獲得自己的IP地址信息，而RARP服務器則響應IP請求消息－爲無盤工作站分配1個未用的IP地址（通過發送RARP應答包）。
反向ARP（RARP）在很大程度上已被BOOTP、DHCP所替代，後面這兩種協議對RARP的改進是可以提供除了IP地址外的其它更多的信息，如默認網關、DNS服務器的IP地址等信息。