Tầng vật lý (physical layer - còn có thể gọi là tầng thiết bị, hoặc tầng vật thể) là tầng thứ nhất trong bảy tầng mô hình OSI. Tầng này chịu trách nhiệm ứng đối với các đòi hỏi về dịch vụ từ tầng liên kết dữ liệu.Tầng này ám chỉ đến phần cứng (hardware) của mạng truyền thông, đến hệ thống dây nối cụ thể, hoặc đến sự liên kết viễn thông điện từ. Tầng này còn xử lý thiết kế điện, khống chế xung đột (collision control), và những chức năng ở hạ tầng thấp nhất.Tầng vật lý là hạ tầng cơ sở của mạng truyền thông, cung cấp phương tiện truyền tín hiệu thô sơ ở dạng bit. Hình dáng của các nút cắm điện (electrical connector), tần số để phát sóng là bao nhiêu, và những cái thuộc hạ tầng tương tự, được xác định ở đây. Một ví dụ tương tự của tầng này là ví dụ về hạ tầng của một mạng lưới bưu phẩm, bao gồm việc xác định những thứ như giấy thư và mực chẳng hạn.Chức năng và dịch vụ chính mà tầng vật lý giải quyết là: