信元（cell），ATM交换和多路复用的基本单位，由信头和信息段组成，信头中装有控制信息，信息段中装入被分解成数据块的用户信息或其他管理信息。每个信元由5字节的报头和48字节的有效载荷组成。

·一般流量控制域(Generic Flow Control，GFC)：占4位，通常置为0。它的主要功能是控制由用户终端至网络方向ATM接续的业务流量。

·虚通路标识符(Vi rtual Path Identifier，VPI)：该域在用户——网络接口处由8位组成，在网络结点接口中由信头的前12位组成。VPI的主要功能是用于路由选择，包含ATM路由地址的第一部分。

·虚信道标识符(Virtual channel Identifier，VCI)：VCI由16位组成。用于虚信道的路由选择，包含ATM路由地址的第二部分。

·载荷类型指示符(Payload Type Identifier，PTI)：信息类型由3位组成，用来区分信元中信息域的信息类，即区分是否为用户信息信元。其中，非用户信息信元包括运行维护和管理信元和资源管理信元。

·信元丢弃优先级(Cell Loss Priority，CLP)：它只有1位，用于表示信元丢失的优先级，可由用户或业务提供者设置。当CLP为0时，表示该信元具有较高的优先级别；当CLP为1时，该信元的优先级别较低。网络发生拥塞时，将选择丢弃CLP为1的信元，以缓解网络压力。

·标头差错控符(Header Error ControI，HEC)：长度为一个字节，主要功能是用于ATM信元信头差错的检测(多个比特位)和纠正(单个比特位)以及信元定界。

ATM的信元具有不同的类型，可分为两类：一类是用户信元，携带用户信息；另一类是网络产生的管理信元，用于实现同步、呼叫建立等功能。

这些管理信元集中在VPI=0的通道中，并且采用VCI=0～15范围的信道传送，具体类型和功能如下：

(1)空闲信元(VPI=O，VCI=0，CLP=1，净荷为48个“01101010”)：物理层产生的空信元。

(2)未分配信元(VPI=0，VCI=0，CLP=0)：ATM层产生的空信元。

(3)物理层0AM信元(VCI=3，4)：用于物理层的操作维护。

(4)元信令信元(VCI=1)，通用广播信令信元(VCI=2)，点对点信令信元(VCI=5)：信令信元，用于呼叫控制和建立连接等。

(5)普通信元(VCI≠0～15)：传送用户信息。

ATM将来自不同信息源的信元汇集到一起，在缓冲器内排队，队列中的信元根据到达的先后按优先等级逐个输出到传输线路上，形成首尾相接的信元流。具有同样标志的信元在传输线上并不对应着某个固定的时隙，也不是按周期出现的。异步时分复用使ATM具有很大的灵活性，任何业务都按实际信息量来占用资源，使网络资源得到最大限度的利用。此外，ATM采用快速分组交换，所有信息在网中以信元为单位进行传输与交换，减小了交换结构和缓存器管理的复杂性，便于用硬件实现交换功能，提高交换效率和质量，也便于支持多种业务的综合，对支持未来新业务的接入具有更强的适应性。

ATM以面向连接的方式丁作。通信开始时先建立虚电路，并将虚电路标志写入信元首部，网络根据虚电路标志将信元送往目的地。虚电路是可以拆除释放的。在ATM网络的结点上完成的只是虚电路的交换。为了简化网络的控制，ATM取消了传统分组数据网中的逐段链路差错控制和流量控制，采用端到端差错控制和流量控制，从而降低了信元在交换结点的处理时延。因此，ATM结合了电路交换和分组交换的优点，即ATM兼顾了分组交换方式统计复用、灵活高效和电路交换方式传输时延小、实时性好的优点。能在单一的主体网络中携带多种信息媒体，承载多种通信业务，并且能够保证QoS。ATM交换分为VP(Virtual Path)交换和VC(Virtual Channel)交换两种。VP交换指在交换的过程中只改变VPI的值，不改变VCI的值，而Vc交换过程中VPl、VCI都改变。

ATM信元交换是对逻辑路由的交换，属于标记交换，即对物理通路上各种VPI、VCI的信元分别进行转接和变换(更换新的VPI、VCI)处理。ATM交换的这种特征决定了交换机必须对每个信元进行一次处理，由于ATM传输速率较高，每个信元的持续时间很短(对于155．52Mb/s的STM一1接口，每个信元约2．7微秒)，故交换机操作的速度是很高的。