Femtocell是运营商现有无线网络在室内的扩展。虽然从普通用户的角度看，femtocell与无线路由器没有什么区别，将femtocell无缝的引入到运营商现有的网络需要做很多的工作。由于femtocell产品比相应的规范更早出现，各个厂家的解决方案、网络架构都不完全一样。因此目前某个厂家的femtocell终端与无法与其他厂家的网关、OAM网元互联互通。3GPP已经在R8里定义了Iuh接口规范，未来各个厂家必将研发出支持标准接口的femtocell终端。
根据femtocell的演进阶段和集成的网元功能，目前有以下三种主流的网络架构：
- Iub-over-IP
这种架构下的femtocell集成了Node-B的功能。Femtocell通过IP网络与运营商的RNC进 行通讯。这种类型的femtocell实现的功能相对简单。
- RAN网关
这种架构下的femtocell集成了Node-B和大部分RNC的功能。Femtocell通过IP网络与运营商的RAN网关通讯，RAN网关通过标准IuCS/IuPS接口与运营商的核心网连接。
- 全IP
这种架构下的femtocell集成了Node-B、RNC、SGSN、GGSN的功能。Femtocell实现了IMS/SIP接口，通过SIP协议与运营商的媒体网关进行通讯。
从基本功能上来看，femtocell与Wifi接入点是相同的，都是为了将数据从无线网络路由到固定网络。为了提高数据传输的效率，femtocell的架构是向着扁平化的方向演进的。扁平化意味着femtocell需要集成多个传统网络中的网元，从而减少网络复杂度，降低网络延迟。理想的femtocell的网络架构如图所示。