O ARP funciona apenas entre dispositivos na mesma sub-rede IP.
Quando o dispositivo A com endereço IP A precisa enviar um pacote ao dispositivo B com endereço IP B, a primeira coisa que ele faz é consultar sua tabela de roteamento para determinar se o endereço IP B pertence a uma sub-rede que pode acessar diretamente através de sua rede interface (s); se isso ocorrer, os dispositivos A usarão o ARP para mapear o endereço IP B para um endereço Ethernet físico e, em seguida, enviarão um quadro Ethernet para esse endereço.
Mas se os dois endereços IP estiverem em sub-redes diferentes, o dispositivo seguirá uma lógica completamente diferente: procurará na sua tabela de roteamento por uma rota até a rede de destino e enviará seu pacote ao roteador apropriado ( ou ao seu gateway padrão se não houver mais rota específica presente; Nesse cenário, o ARP será usado para encontrar o endereço de hardware do roteador , porque o endereço IP de destino já foi considerado não acessível diretamente, portanto, o pacote deve ser entregue a um roteador que pode cuide disso.