物理连接

对于物理连接，IEEE 1000BASE-T需要四个通道，每个通道有两条双绞线。双绞线传输对称差分电压，用于表示编码符号。

编码和解码

发送方对与位流相对应的符号进行编码。接收方对符号流解码，从而复原发送的位。与IEEE 100BASE-T1和IEEE 100BASE-TX不同，IEEE 1000BASE-T使用8B1Q4、Trellis、Viterbi和PAM5方法进行编码和解码以及生成差分电压。这些方法通过集成在ECU中的IEEE 1000BASE-T PHY模块实现。PHY在物理介质和以太网控制器之间建立连接。

电缆和连接器

标准Cat5e电缆通常用于IEEE 1000BASE-T。连接四个通道需要所有八条可用线缆。EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B标准定义了双绞线的分配，以及常用的RJ45连接器和插座的引脚分配。

拓扑结构

每根线缆反连连到两个节点上。因此，仅支持点对点拓扑结构。某些设备可以连接两个以上的节点，通常是交换机。交换作为第 2 层连接设备，可以连接到多个物理连接，并且可以独立地在分支之间转发报文。

全双工

由于PAM5，两个相互连接的节点可以同时在四个通道上进行发送和接收（全双工）。作为发送方时，节点会将自己的差分电压施加到线缆上；而作为接收方时，节点会从总电压中减去自己施加的电压，从而得到对方节点发送的电压。此机制属于回波消除法，也应用在其他以太网系统中。

同步

为了计算差分电压，两个节点必须了解新符号开始的时间。这意味着两个节点必须同步符号流。利用主节点和从节点可以解决此问题。主节点生成一个连续符号流，从节点与之同步。与IEEE 100BASE-T1不同，主/从节点不是固定的，而是使用自动协商机制进行协商。