トランスポートレイヤーの主な役割は認証時とその後の通信期間での2つのホスト間に於ける安全な交信を用意することです。トランスポートレイヤーは、データの暗号化と複合化すること、そして、データが送信と受信される時にデータパケットの統合性を保護することで、この役割を達成します。トランスポートレイヤーはまた、情報を圧縮して送信の高速化もします。

SSH クライアントがサーバーに接続すると、基本情報が交換されて両システムは正しくトランスポートレイヤーを構築することができるようになります。この交換の間に以下のようなステップが起こります:

鍵交換の間、サーバーはそれ自身を独自の ホスト鍵 で、クライアントに対して証明します。クライアントがこの特定のサーバーと過去に通信したことがなければ、サーバーのホスト鍵はクライアントには未知であり、接続は成立しません。 OpenSSH は、サーバーのホスト鍵を承認することでこの問題を回避します。これは、ユーザーが通知を受けて新規のホスト鍵を承認し確証した後に起こります。それ以降の接続では、サーバーのホスト鍵は、クライアント上に保存してある情報と照らし合わせてチェックされ、クライアントが本当に目的のサーバーと通信していることの確証を与えます。時間が経過して、このホスト鍵が一致しない状態が起こると、ユーザーがクライアントに保存してある古い情報を削除することにより、新しい接続が可能になります。

SSH はほとんど全ての公開鍵アルゴリズム、又はエンコード形式で機能するように設計されています。初期の鍵交換が、秘密値の交換と共有に使用されるハッシュ値を作成した後、2つのシステムは迅速に新しい鍵とアルゴリズムを算出してこの接続で送信される認証と将来のデータを保護します。

設定された鍵とアルゴリズムを使用して一定量のデータが送信された後 (この量は SSH の実装によりことなります)、別の鍵交換が発生してもう１つのハッシュ値セットと新しい共有秘密値が生成されます。攻撃者がハッシュ値と共有秘密値を判別できたとしても、その情報はほんの短い時間しか役に立ちません。