X.21在专用线连接时只使用物理层功能，而在线路交换数据网中，则使用物理层和网络层的两个功能。X.21接口用的连接器引脚也只用15引脚电气特性分别参照V系列接口电气条件的V.10和V.11。数字网的同步都是从属于网络主时钟的从属

X.21是对公用数据网中的同步式终端（DTE）与线路终端（DCE）间接口的规定。主要是对两个功能进行了规定：

其一是与其他接口一样，对电气特性、连接器形状、相互连接电路的功能特性等的物理层进行了规定；

其二是为控制网络交换功能的网控制步骤，定义了网络层的功能。

（1）空闲或静止阶段：此阶段接口不工作（类似挂着机的情况）；

（2）呼叫建立连接阶段：通过交换控制信号建立DTE与DCE间的逻辑连接；

（3）数据传输阶段：通信双方交换数据（电话中 双方通话）

（4）连接清除阶段：通过交换控制信号中断两个DTE间的通信关系，拆除它们间的逻辑连接（电话中说“再见”挂机）

(1)当接口空闲时，4条信号线T C R 和I都传送“1”码。CCITT规定C线和I线中，“1”——“断”，“0”——“通”；

(2)当DTE要发出呼叫时，它将T线置为“0”，并置C线为“通”。（相当于某人摘机呼叫）

(3)如DCE已连在线路上准备接收呼叫时，它开始经R线连续发出ASCⅡ字符“+”，告诉DTE可以拨号（相当于数字拨号音）

(4) 当DTE收到“+”字符的，就开始经T线逐步发送远程DTE的地址码信息，远程DCE接到该地址码后，就发出一呼叫 进行信号，呼叫远地DTE，同时通知本地DTE呼叫远地DTE的结果。如呼叫成功，则线路被接通。DCE便置I线为“通”，表示可以传送数据（这时使全双工的，双方都可进行通信，双方通过T和R线传送或者接收数据）

(5) 数据传送完毕后，两个DTE中的任何一个都可以置自己一侧的C线为“断开”状，表明自己的数据已发送完，断开连接一般为主叫方进行。即主叫方先说“再见”，置C为“断”，置T为“0”。当本地DCE检测到C线为“断开”时，便将I置为“断”，R线置为“1”。最后主叫方DTE把T置为1作为应答。使接口又恢复到空闲的状态。

呼入的过程与呼出的过程相类似，当发生呼入、呼出冲突时，一般取消远程呼叫。