Warstwa łącza – druga warstwa w modelu OSI/ISO i w modelu TCP/IP (=modelu DoD). Protokoły tej warstwy służą do przemieszczania datagramu pojedynczym łączem.

Protokół warstwy łącza danych definiuje format pakietów wymienianych między węzłami znajdującymi się na końcach łączy, a także działania podejmowane przez te węzły w momencie wysyłania i odbierania pakietów.

Jednostki danych przesyłane przez protokół warstwy łącza danych są nazywane ramkami, każda taka ramka zwykle kapsułkuje jeden datagram warstwy sieci.

Operacje wykonywane przez protokół warstwy łącza danych w chwili wysyłania i odbierania ramek uwzględniają detekcję błędów, retransmisje, kontrolę przepływu i losowy dostęp.

Przykładami protokołów warstwy łącza danych są takie protokoły jak Ethernet 802.11 (stosowany w bezprzewodowych sieciach lokalnych; określany również terminem WiFi), token ring i PPP.

W wielu sytuacjach ATM też może być uważany za protokół warstwy łącza danych.