TCP协议间交换的数据单元称为“TCP段”，包括两部分：首部和数据。标准首部长20字节，带有选项的首部会更长。
1. 源端口和目的端口
各占2字节，端口号加上IP地址，共同构成socket。互相通信的进程使用一对socket，包括协议、源IP、源端口、目的IP、目的端口，这五个元素唯一确定一个TCP连接。
2. 序号
占4字节，是TCP段所发送的数据部分第一个字节的序号。在TCP传送的数据流中，每一个字节都有一个序号。建立连接时，发送方将初始序号（Initial Sequence Number, ISN）填写到第一个发送的TCP段序号中。
3. 确认号
占4字节，是期望收到对方下次发送的数据的第一个字节的序号，也就是期望收到的下一个TCP段的首部中的序号，等于已经成功收到的TCP段的最后一 个字节序号加1。确认号在ACK标志为1时有意义，除了主动发起连接的第一个TCP段不设置ACK标志外，其后发送的TCP段都会设置ACK标志。
4. 数据偏移
占4比特，表示数据开始的地方离TCP段的起始处有多远。实际上就是TCP段首部的长度。由于首部长度不固定，因此数据偏移字段是必要的。数据偏移以32位为长度单位，因此TCP首部的最大长度是60（15*4）个字节。
5. 控制位
一共6个，占6比特，设置为1时有效。按顺序依次为：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。
|
URG |
紧急位，为1时，首部中的紧急指针有效 |
|
ACK |
确认位，为1时，首部中的确认号有效 |
|
PSH |
推位，为1时，要求把数据尽快交给应用程序 |
|
RST |
复位标志，为1时，复位连接，一般在出错或关闭连接时使用 |
|
SYN |
同步位，在建立连接时使用，当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对*同意建立连接，在发回的报文段中使SYN=1和ACK=1 |
|
FIN |
结束位，为1时，表示发送方完成了数据发送 |
6. 窗口
占2字节，表示报文段发送方期望接收的字节数，可接收的序号范围是从接收方的确认号开始到确认号加上窗口大小之间的数据。
7. 校验和
校验和包含了伪首部、TCP首部和数据，校验和是TCP强制要求的，由发送方计算，接收方验证。
8. 紧急指针
URG标志为1时，紧急指针有效，表示数据需要优先处理。紧急指针指出在TCP段中的紧急数据的最后一个字节的序号，使接收方可以知道紧急数据共有多长。
9. 选项
最常用的选项是最大段大小（Maximum Segment Size，MSS），向对方通知本机可以接收的最大TCP段长度。MSS选项只在建立连接的请求中发送。
