根據不同的具體應用需求，無線傳感器網絡具有不同的體系結構。如山洪預警，部署在某一區域內的無線傳感器網絡傳回的降雨量、河水水位和土壤水分等數據可以通過衛星或者飛機采集，并以此預測爆發山洪的可能性；如戰場監測，無線傳感器網絡傳回的敵方兵力、裝備、地形數據可通過軍隊指揮官在網絡附近收集，這些都體現了作為接收基站位置的不確定性可能會產生路由路徑的動態性。
無線傳感器網絡通常由傳感器節點(sensornode)、基站(sinknode)和處理中心組成。傳感器節點除了進行本地信息采集與處理之外，還要協助其他節點完成一些特定任務，如數據轉發、構建路由等處理；基站連接傳感器網絡與外部網絡，負責傳感器節點間通信協議的管理、分布節點的監測任務與數據收集；處理中心作為數據獲取的終端。
通過自動隨機部署(例如人工埋置、火箭彈射和飛行器撒播)在監測區域的傳感器節點，自組織形成網絡，單個傳感器節點進行數據采集、傳送，數據的上傳過程可能由多個傳感器節點逐跳實現，并通過基站將采集到的數據通過無線網絡傳送到處理中心，用戶可以通過處理中心對無線傳感器網絡進行配置，查詢需要的數據信息，并通過處理中心發送相應的監測任務。
