Als Übertragungstechnik wird das 100 Mbit/s Ethernet (IEEE802) als Kupfer 100 BaseTX oder 100 BaseFX im Voll-Duplex-Betrieb vorgegeben. Die Kabellänge bei 100 BaseTX darf maximal 100 m zwischen den Teilnehmern betragen, bei Verwendung von Glasfaser, abhängig von der verwendeten Technologie, mehrere Kilometer.

Verbindungen über WLAN und Bluetooth sind mit Einschränkungen im Echtzeit-Verhalten möglich.
Als Verbindungstechnik wird meist RJ45-Technik verwendet, aber auch Schraubverbinder M8 oder M12.

Es kommen die von Ethernet vorgegebenen Topologien zum Einsatz. Im einfachsten Fall eine Stern-Topologie mit einem Switch als zentralen Knotenpunkt. Stern-Netzwerke lassen sich miteinander verbinden.

Durchaus üblich bei vielen Anbietern von PROFINET-Feldgeräten, ist ein integrierter Switch mit zwei Ethernet-Ports. Der Vorteil liegt darin, dass sich hier eine klassische Linien-Topologie aufbauen lässt, um den Verkabelungsaufwand zu reduzieren.

Mit diesen Technologien sind auch Baum-Strukturen möglich.
Um die Topologie einfach verwalten und schnell anpassen zu können, bietet PROFINET das Link-Layer-Discovery-Protocol (LLDP), um zu erkennen, welches Gerät sich an welchem Switch-Port befindet. Dies ist auch die Basis für einen einfachen Gerätetausch über das PROFINET Engineering Tool.

Das Medien-Redundanz-Protokoll (MRP) erlaubt den Aufbau einer Ring-Topologie zur Erhöhung der Ausfallsicherheit.

Bei PROFINET handelt es sich um ein Provider-Consumer-System mit drei unterschiedlichen Gerätetypen:

• Der PROFINET Controller ist in den meisten Fällen eine Speicher-Programmierbare-Steuerung (SPS), die das Automatisierungsprogramm abarbeitet (vergleichbar PROFIBUS Master Klasse 1).
• Der PROFINET Supervisor kann das Programmiergerät (PC) oder ein Bediengerät (HMI) sein (vergleichbar PROFIBUS Master Klasse 2).
• Das PROFINET Device ist ein dezentrales Feldgerät, das von einem IO-Controller kontrolliert und gesteuert wird. Ein IO-Device kann aus mehreren Modulen und Submodulen für Ein- und Ausgänge bestehen.

Die unterstütze Anzahl an Teilnehmern in einem Netzwerk liegt theoretisch bei 65 Millionen. Da PROFINET (auch bedingt durch die Ethernet-Physik) Multi-Controller fähig ist, ist die Anzahl der PROFINET Devices an einem Controller abhängig von der Leistungsfähigkeit des Controllers. So sind es zum Beispiel bei einer Siemens S7 1200 bis zu 8 Verbindungen, bei der S7 1500 Serie 96 bis 384 Verbindungen.

PROFINET IO-Realtime (Profinet IO-RT) ermöglicht eine Übertragung von Prozessdaten im Bereich von ein bis zehn Millisekunden und ist damit für die meisten Anwendungen geeignet. RT-Daten werden gegenüber anderem Datenverkehr priorisiert übertragen.

Die Aktualisierungsrate kann nach Bedarf für jeden PROFINET-Teilnehmer individuell konfiguriert werden. Dabei beträgt die Abweichung bei der Übertragung maximal einer Mikrosekunde (Jitter). Da diese hohe Leistungsfähig entsprechende Hardware-Unterstützung erfordert, müssen alle Teilnehmer entsprechend für Profinet-IO-IRT geeignet sein.

Pro IO-Device können bis zu 1440 Byte an Prozessdaten übertragen werden.

Die Geräte-Adressierung erfolgt über MAC- bzw. IP-Adresse über eine Adressauflösung über einen symbolischen eindeutigen PROFINET-Gerätenamen, der per Software eingestellt wird.

Die Adressierung von Daten erfolgt über die Angabe von Slot, Sub-Slot und Index. Diese Information ist Bestandteil der jeweiligen Gerätebeschreibungsdatei eines PROFINET-Teilnehmers. Bei modular aufgebauten Geräten sind der Slot und Index in der visuellen Bus-Konfiguration ersichtlich.

PROFINET unterstützt sowohl eine zyklische Datenübertragung (IO-Data) als auch Parameter-/Bedarfsdaten (Record-Data) und entsprechende Diagnosen/Alarme.

Geräte-Konformitätsklassen ermöglichen eine Auswahl von Feldgeräten, die bestimmte Mindesteigenschaften bzgl. Funktionalität und Performance unterstützen.

Conformance Class A
Basisfunktionalität für den Datenaustausch zwischen Device und Controller zyklisch, azyklisch (zumindest Identification und Maintenance) und Gerätediagnose.
 

Conformance Class B
Ergänzung weitere Funktionen wie z.B. der vereinfachte Gerätetausch, Zugriff mehrerer Controller auf unterschiedliche Funktionen eines Device (z.B. Eingänge), Netzwerkdiagnose über SNMP.
Optional: Redundanzfunktionen (MRP), Schneller Anlauf (Fast Start-Up)
 

Conformance Class C
Hardware-gestützte Bandbreitenreservierung (PROFINET IO-IRT),
Optional: Taktsynchronität, Redundanz ohne Verzögerung (MRPD, Media Redundancy for Planned Duplication)
 

Conformance Class D
Unterstützung für Time-Sensitive-Networking (TSN)

PROFINET Isochronus Realtime (PROFINET IO-IRT) zeichnet sich durch höchsten Determinismus und Taktsynchronität aus, um den Anforderungen der Conformance Class C zu entsprechen. Es können Aktualisierungsraten von 250 Mikrosekunden und schneller erreicht werden. Dabei beträgt die Abweichung bei der Übertragung maximal ein Mikrosekunde (Jitter). Da diese hohe Leistungsfähigkeit entsprechende Hardware-Unterstützung erfordert, müssen alle Teilnehmer für PROFINET IO-IRT ausgelegt sein.
Mit Hilfe von Applikationsprofilen haben sich Anbieter bei verschiedenen Applikationen auf die Eigenschaften ihrer Produkte verständigt, u. a. gibt es Profile für Antriebe (PROFIdrive), Drehgeber, Identifikationssysteme, Bahn-Anwendungen, Energiemanagement, Functional-Safety (PROFIsafe).