Komunikace IO-Link probíhá pomocí třívodičového nebo čtyřvodičového nestíněného standardního kabelu, který může navázat až 20 metrů dlouhé spojení mezi zařízením IO-Link a řídící jednotkou IO-Link. Řídící jednotka IO-Link je umístěna v ovládací skříni nebo přímo v terénu. Odtud navazuje spojení nebo komunikaci mezi zařízeními IO-Link a automatizačním systémem. Řídící jednotka může mít několik kanálů IO-Link zvaných porty, z nichž každý lze použít k připojení vždy jednoho zařízení IO-Link. Zařízení mohou zahrnovat senzor, akční členy nebo zařízení pro čtení/zápis RFID. To znamená, že IO-Link není sběrnicový systém, nýbrž připojení typu point-to-point. V takzvaném režimu SIO (standardní vstup a výstup) přenáší senzor svůj detekční stav jako signál 0 V a 24 V. Jakmile se na tomto hlavním portu aktivuje komunikace IO-Link, řídící jednotka kontaktuje zařízení a naváže komunikaci pomocí rozhraní IO-Link. Řídicí jednotka a zařízení pak komunikují obousměrně přes signální vedení C/Q pomocí kódované sekvence stavů signálu (kódované přepínání).
Řídicí jednotka IO-Link se obvykle dodává s několika porty. Konfigurace portu se používá k určení nastavení pro každý port. To se obvykle provádí nástrojem prokonfiguraci portu pro konkrétní typ řídicí jednotky nebo inženýrským nástrojem pro konkrétní řídicí systém. K dispozici jsou nastavení následujících funkcí:
Během provozu lze načítat data o aktuálním stavu každého portu. Kromě aktuálního stavu komunikace a ID připojených zařízení to také zahrnuje informace o platnosti přenesených procesních dat a všech diagnostických událostech.