Anche nel LS i router hanno necessità di scambiarsi informazioni per comprendere la topologia della rete. Mentre nel DV i router scambiavano informazioni riguardanti tutta la rete ma solo con i vicini, nel LS i router inviano informazioni che riguardano solo i loro link diretti, ma a tutti gli altri router. Questo è ottenuto attraverso un reliable flooding di messaggi che contengono tali informazioni. Quando un router ha ricevuto tutte le informazioni inviate dagli altri router calcola il minimo percorso attraverso l'algoritmo di Dijkstra per il minimo percorso. A differenza del DV i protocolli di routing LS hanno tempi di convergenza molto più brevi in caso di cambiamenti della topologia.

Generalmente questi protocolli indicano per una stessa destinazione più percorsi, se tali percorsi hanno stesso costo. In questo modo si possono adoperare semplici strategie di load balancing sui link, facendo un banale roud-robin fra questi. Lo svantaggio è che pacchetti di una stessa connessione TCP potrebbero in questo modo arrivare in ordini diversi, il che comporta una certa penalizzazione nelle prestazioni del TCP.