Um servidor proxy e um roteador atuam em diferentes níveis na pilha de protocolos. Um proxy atua na camada de aplicativo (por exemplo, um proxy HTTP). Um roteador atua na camada de internetwork (por exemplo, protocolo IP).
O principal trabalho de um roteador é mover pacotes entre redes.
O principal trabalho de um proxy é executar algum serviço útil, como o armazenamento em cache do conteúdo HTTP, a aplicação de funções de filtragem e autorização em nível de aplicativo e assim por diante.
Os roteadores geralmente não estão preocupados em estabelecer sessões TCP. Até mesmo um roteador que realiza a conversão de endereços de rede (NAT) apenas acompanha as sessões entre clientes internos e servidores externos e altera os endereços IP conforme necessário.
No uso normal, os roteadores não são os pontos finais das sessões TCP.
No uso normal, os roteadores não lêem o conteúdo dos protocolos da camada de aplicação.