物理层的帧结构如图2-14所示。其中前导码为4字节，收发器在接收前导码期间，会根据前导码序列的特征完成片同步和符号同步；帧起始定界符( SFD)为一个1字节，标志分组的开始；物理帧头1字节，表示数据单元的长度由此字节的低7bit表示，所以数据单元的长度不会超过127字节；物理层数 MSP430V111IPMR 据服务单元(PSDU)数据单元用于承载向上层即MAC层传输数据。
    868/915MHz物理层使用简单DSSS方法，每个物理层协议数据单元(PHY Protocol DataUnit，PPDU)数据传输位被最大长为15的CHIP序列（m-序列）所扩展。即被多组+1，一1构成的m-序列编码，然后使用二进制相移键控技术调制这个扩展的位元序列。不同的数据传输率适用于不同的场合。物理层通过借助无线射频软、硬件为MAC子层和物理无线信道提供了接口。在物理层中包括一个管理实体(PLME)，PLME给物理层所调用的管理功能提供管理服务接口，PLME还负责维护与物理层有关的管理对象的数据库(PIB)。物理层提供数据服务和管理服务两类服务。物理层数据服务通过数据层数据服务访问点(PD-SAP)来实现，
而物理层管理服务通过物理层管理实体服务访问点( PLME-SAP)来实现。

                     
    在IEEE 802.15.4中定义了14个物理层基本参数和35个媒体接入控制层基本参数，总共为49个，仅为蓝牙的1/3。这使它非常适用于存储能力和计算能力有限的简单器件。在IEEE802.15.4中定义了两种器件：全功能器件(FFD)祁简化功能器件(RFD)。对全功能器件，要求它支持所有的49个基本参数。而对简化功能器件，在最小配置时只要求它支持38个基本参数。一个全功能器件可以与简化功能器件和其他全功能器件通话，可以按3种方式工作，即用作个人域网协调器、协调器或器件。而简化功能器件只能与全功能器件通话，仅用于非常简单的应用。