ATA over Ethernet est un protocole extrêmement simple, d'une part car il ne repose que sur la couche Ethernet, et d'autre part car les messages contenus dans les paquets sont la copie conforme des messages ATA traditionnels échangés entre un disque dur et son contrôleur.

L'illustration ci-contre montre que AoE ne repose que sur la couche Ethernet par opposition à iSCSI qui utilise TCP/IP pour l'envoi de ses messages. ATA over Ethernet est présenté au système d'exploitation comme un périphérique en mode bloc (Block Device) ce qui lui garanti une compatibilité native avec les systèmes UNIX/LINUX, ou indirecte en passant par des pilotes de périphériques tels que ceux fournis par RocketDivision et 2degreesFrost respectivement pour les systèmes Windows et MacOS X. AoE est un protocole standardisé (enregistré sous le type Ethernet 0x88A2) qui ne propose principalement que deux types de commandes : Commande 0 : Envoi d'une commande ATA Commande 1 : Requête d'information de configuration

Ces dernières pouvant contenir n'importe quelle requête ATA, la distinction sur le sens émission/réception étant assurée par le positionnement d'un "flag" R présent dans l'en-tête de chaque message.