Thư điện tử (E-mail) đã có từ thời kỳ đầu của Internet. Nó là ứng dụng phổ biến nhất khi Internet còn sơ khai và đã trở nên phức tạp và mạnh mẽ hơn trong những năm qua. Nó vẫn là một trong những ứng dụng quan trọng và được sử dụng nhiều nhất trên Internet.
Như với thư bưu chính thông thường, e-mail là một phương tiện liên lạc không đồng bộ – mọi người gửi và đọc thư khi thấy thuận tiện cho họ mà không cần phải phối hợp với lịch trình của người khác. Ngược lại với thư bưu điện, thư điện tử nhanh chóng, dễ phân phối và không tốn kém. Thư điện tử hiện đại có nhiều tính năng mạnh mẽ, bao gồm thư có tệp đính kèm, siêu liên kết, văn bản định dạng HTML và ảnh nhúng.
Chúng ta cùng nhau phân tích ngữ cảnh trong hình số 1.
Từ hình trên, chúng ta thấy rằng nó có ba thành phần chính: tác nhân người dùng (User agent), máy chủ thư (Mail server) và Giao thức truyền thư đơn giản (SMTP) . Bây giờ chúng ta mô tả từng thành phần này trong ngữ cảnh của người gửi, Hà gửi một thông điệp e-mail cho người nhận là Bình. Tác nhân người dùng cho phép người dùng đọc, trả lời, chuyển tiếp, lưu và soạn tin nhắn. Microsoft Outlook và Apple Mail, Gmail là những ví dụ về tác nhân người dùng cho e-mail. Khi Hà hoàn tất việc soạn thư, tác nhân người dùng của cô ấy sẽ gửi thư đến máy chủ thư của cô ấy, nơi thư được đặt trong hàng đợi thư đi của máy chủ thư. Khi Bình muốn đọc một thư, tác nhân người dùng của anh ấy sẽ truy xuất thư từ hộp thư trong máy chủ thư của anh ấy.
Máy chủ thư là cốt lõi của cơ sở hạ tầng thư điện tử. Mỗi người nhận, chẳng hạn như Bình, có một hộp thư nằm trong một trong các máy chủ thư. Hộp thư của Bình quản lý và
duy trì các tin nhắn đã được gửi cho anh ta. Một thư điển hình bắt đầu hành trình của nó trong tác nhân người dùng của người gửi, đi đến máy chủ thư của người gửi và chuyển đến máy chủ thư của người nhận, nơi nó được gửi vào hộp thư của người nhận. Khi Bình muốn truy cập các thư trong hộp thư của mình, máy chủ thư chứa hộp thư của anh ấy sẽ xác thực Bình (với tên người dùng và mật khẩu). Máy chủ thư của Hà cũng phải giải quyết các lỗi trong máy chủ thư của Bình. Nếu máy chủ của Hà không thể gửi thư đến máy chủ của Bình, máy chủ của Hà giữ thư trong hàng đợi thư và cố gắng chuyển thư sau đó. Các thao tác lặp lại thường được thực hiện sau mỗi 30 phút hoặc lâu hơn; nếu không thành công sau vài ngày, máy chủ sẽ xóa thư và thông báo cho người gửi (Hà) bằng một email.
SMTP là giao thức tầng ứng dụng chính cho thư điện tử Internet. Nó sử dụng dịch vụ truyền dữ liệu đáng tin cậy của TCP để chuyển thư từ máy chủ thư của người gửi đến máy chủ thư của người nhận. Như với hầu hết các giao thức lớp ứng dụng, SMTP có hai mặt: một phía máy khách, thực thi trên máy chủ thư của người gửi và một phía máy chủ, thực thi trên máy chủ thư của người nhận. Cả phía máy khách và máy chủ của SMTP đều chạy trên mọi máy chủ thư. Khi một máy chủ thư gửi thư đến các máy chủ thư khác, nó hoạt động như một ứng dụng khách SMTP. Khi một máy chủ thư nhận được thư từ các máy chủ thư khác, nó hoạt động như một máy chủ SMTP.