와이파이는 기술적으로 IEEE 802.11 이라 명칭으로 통하는 데, 각 기술적인 내용은 다음과 같다.

이 규격은 주파수 면허를 받을 필요가 없는 2.4GHz 대를 이용하여 최대 전송속도 11Mbps 를 낼 수 있다. IEEE 802.11b 제품은 저가로 급속히 보급되었으나 통신속도가 비교적 낮고, 다른 기기와의 전파간섭 문제와 보안적인 측면에서 문제가 존재한다.

IEEE 802.11b 로 총 13개의 무선 채널을 제공하지만, 무선 채널의 대역이 서로 겹치게 되어 사용할 수 있는 채널은 아래 그림과 같이 대부분 1, 6, 11번 채널 중에 하나를 선택하여 최대 3개 정도까지 사용한다. 국내에서는 2412 ~ 2462MHz 대역 내 총 13개의 채널을 할당하고 있으며, 채널 간의 간격은 22MHz 이다.

IEEE 802.11b 와는 달리 5GHz 대의 주파수대를 이용하여 최대 통신속도 54Mbps 를 내는 것이 특징으로 5GHz 대를 이용하기 때문에 IEEE 802.11b 와의 호환성은 없을 뿐만 아니라 우리나라에서 사용할 수 없는 주파수 대역으로 보급이 거의 이루어지지 않았다.

IEEE 802.11g 규격은 IEEE 802.11b 와 같은 2GHz 의 주파수대를 이용하여 고속통신을 구현한 것으로 IEEE 802.11g 는 표준 최대전송속도 24Mbps, 옵션으로 54Mbps 까지 고속통신이 가능하다.
또한, IEEE 802.11b 에 대해 호환성을 갖고 있어, 기존의 IEEE 802.11b 기기와도 통신이 가능하다는 특징을 갖고 있다.

802.11n 은 최근 상용화된 전송규격으로 2.4GHz 대역과 5GHz 대역을 사용할 수 있으며 이론적으로 최대 300Mbps 까지의 속도를 지원할 수 있다.
우리나라에서는 기술규격 내 주파수 점유 대역폭의 문제(2개의 채널 점유)로 인하여 135~144Mbps 로 속도가 제한되었으나 최근에 전파연구소의 기술기준고시로 300Mbps 까지 사용할 수 있게 되었다.

기본 서비스 집합(BSS : Basic Service Set)은 하나의 무선 접속 장치와 그것에 접속된 단말기들로 구성된 그룹을 이야기 한다.
기본 서비스 집합은 다른 기본 서비스 집합을 구분하기 위해 고유한 SSID(Service Set Identifier)를 갖는다. SSID 는 무선랜이나 무선 접속 장치에서 전송되고 수신되는 패킷들의 각 헤더에 덧붙여지는 32 바이트의 네트워크 식별자를 말한다.
기본 서비스 집합으로 묶여진 무선 접속 장치나 무선 장치들은 반드시 동일한 SSID 를 사용해야 한다. 와이파이 환경설정에서 사용하는 BSSID 는 SSID 와 구분하여 해당 무선 접속 장치의 MAC 주소를 사용한다.

하나의 기본 서비스 집합으로 접속할 수 있는 무선랜의 숫자는 공간의 한계 또는 무선 주파수 대역으로 인해 정해져 있다.
확장 서비스 집합(ESS : Extended Service Set)은 기본 서비스 집합을 확장한 개념으로 여러개의 기본 서비스 집합을 서로 연결하여 하나의 또다른 집합으로 만든다. 따라서 무선랜들이 서로 다른 무선 접속장치에 연결되어 SSID 로 구분되어 있다 하더라도 동일한 ESS 내에서는 별도 인증 과정없이 서로 다른 SSID 의 무선랜들과 통신이 가능하다.
ESSID 는 ESS 를 식별하는 아이디를 말한다.

무선 구간을 평문으로 전송하면, 악의적인 사람에 의하여 서비스 거부 공격이나 전송중인 프레임의 변조나 도청등의 공격을 받기 쉽다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 미국전기전자학회는 초기 IEEE 802.11b 의 보안 표준으로 WEP(Wired Equivalent Privacy) 암호방식을 도입하였다. 그러나 WEP 역시 아래와 같은 특징으로 말미암아 보안에 취약하다는 문제점을 갖고 있다.

1. 암호화를 위해 사용하는 초기화 벡터(Initialization Vector)의 평문 전송
2. 고정된 키값 사용
3. 알려진 평문 공격에 취약함

이에 대한 대응책으로 다시 IEEE 802.11i 무선 LAN 규격 표준 프로토콜을 발표하였다. 발표된 인증방식을 RSN(Robust Secure Network)이라 부른다.
와이파이 협의회(Wi-Fi Alliance)에서도 2003년 WPA(Wi-Fi Protected Access)라고 하는 무선 LAN 보안 규격을 제정하여 802.11i 보안 표준에 포함시켰다. 그리고 최종 발표한 WPA2는 IEEE 802.11i 의 인증방식을 따른다. RSN 과 WPA-2 는 같은 인증 방식이다.
WPA는 아래와 같이 3가지 보안 구성 요소를 가지고 있다.

1. 인증(Authentication)
2. 키관리(KeyManagement)
3. 암호화(Encryption and Decryption)

위의 3가지 보안 구성 요소 가운데 인증과 키관리하는 부분에 있어, 아래와 같이 2가지의 인증 절차를 요구하고 있다.

1. 기업용 WPA-EAP는 EAP(Extensible Authentication Protocol) 프로토콜을 사용하여 Radius 인증 서버로부터 사용자 인증을 받고 키를 얻어 무선 접속 장치에 접속한다. EAP 프로토콜은 클라이언트와 인증 서버 사이에 인증 정보를 전달하는 데 사용되는 프로토콜이다.
2. 개인용 WPA 는 별도 인증서버를 사용하지 않고 사전에 정한 키를 사용하여 인증을 받고 무선 접속 장치에 접속한다. 사전에 정해진 키를 PSK(Pre-Shared Key)이라 부른다.

데이터 암호화에 사용하는 방식은 스트림 암호방식인 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol)를 사용하는 WPA 와 블록암호방식인 CCMP(Counter Mode CBC MAC Protocol)를 사용하는 WPA2 를 규정하고 있다. CCMP 역시 AES 암호화 알고리즘을 사용하기 때문에 CCMP 를 단순하게 AES(Advanced Encryption Standard)라 표현하기도 한다. WPA2 에서는 CCMP 사용을 강제 규정으로 정하고 있으나, WPA 에서는 옵션 사항으로 규정하고 있다.

WPA 와 WPA2 는 모두 TKIP 와 CCMP 를 선택할 수 있다. 다만, WPA 는 TKIP 으로만 인증을 받는다.

와이파이 다이렉트의 가장 큰 장점은 빠른 전송속도와 넓은 전송거리이다. 블루투스 4.0(24Mbps)와 비교해서 최대 300Mbps 의 빠른 속도로 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한 데이터 전송거리도 최대 200m 로 블루투스 4.0(100m)보다 2배나 범위가 넓다.
그 뿐만 아니라 블루투스가 일대일 방식의 연결이라면, 와이파이 다이렉트는 일대 다수와 연결이 가능하기 때문에 스마트폰, 컴퓨터, 프린터 등에 동시에 연결하여 데이터를 공유할 수 있다.

와이파이 다이렉트는 와이파이를 지원하는 기기에서 모두 사용 가능하며, 별도의 장치를 추가할 필요없이 펌웨어 업그레이드를 통해서 와이파이 다이렉트 기능의 탑재가 가능하다.
와이파이 다이렉트로 데이터를 공유하려면 안드로이드 버전별 또는 제조자의 제품별로 조금씩 다르지만, 두 대의 단말기 모두 와이파이 다이렉트 기능이 활성화 되어야 한다.
와이파이 다이렉트의 작업단계는 다음과 같다.

1. 단말기 검색
2. 그룹 생성과 오너 결정
3. 사용자 인증
4. IP 배정

단말기는 서로 단말기를 검색하고 연결하고자 하는 단말기를 서로 인식해야 한다. 이때 데이터 링크 계층의 '프로브(probe)' 라는 프레임을 사용한다.
예를 들어, 단말기 설정내 'Wi-Fi Direct' 를 누르면, 단말기는 프로브라는 요청 프레임으로 주변에 뿌려 와이파이 다이렉트와 관련된 정보를 요청한다.
요청 프레임과 응답 프레임 모두 기본 서비스 집합(SSID)을 'DIRECT' 이란 이름을 사용한다. 단말기들은 요청 프레임과 응답 프레임으로 단말기 이름이나 와이파이 다이렉트 모드등의 기본적인 정보를 교환한다.

지금까지 통신 기술은 클라이언트/서버 또는 마스터/슬레이브 방식으로 네트워크를 구성하여 사용자 인증이나 암호화 작업을 통해 네트워크에 접근을 허용하는 방식으로 발전하였다.
따라서 와이파이 다이렉트 역시 기존 네트워크 접속 방식과 동일하게 단말기들끼리 마스터와 슬레이브를 형성할 수 있도록 기본 서비스 집합(SSID)으로 작업(또는 네트워크)그룹을 형성한다.

그리고 네트워크 그룹을 형성한 단말기들 가운데 하나의 단말기를 선정하여 소프트웨어 무선 접속 장치(Soft-AP)로 만든다. 이 무선 접속 장치가 다른 단말기들과 연결하고 통신의 시작과 종료의 역할을 수행하는 그룹 오너(Group Owner)가 된다. 그룹 오너는 약자로 GO 로 표현하는데 제조사에 따라 다소 다른 이름으로 사용한다.

오너는 무선 접속 장치의 기능을 수행하며, 네트워크 그룹을 통제하는 역할을 한다. 따라서 와이파이 다이렉트의 기능을 만들려면, 반드시 다른 와이파이 다이렉트 장치(여기서는 단말기를 포함하여 프린터 기기 그리고 TV 모두를 가리킨다)와 협상하여 그룹 오너를 형성하는 기능을 제공해야 한다. 이러한 기능을 영어로 'Group Owner Negotiation procedure' 이라 한다.

또한 와이파이 다이렉트는 위에서 언급한 기능이외에 기본적으로 검색(Discovery) 및 전원관리(Power Management) 메커니즘을 반드시 지원해야 한다. 전원 관리 부분은 통신과 또 다른 차원이므로 언급하지 않겠다.