DNS använder i första hand två huvudprotokoll:
1. UDP (User Datagram Protocol): UDP är ett anslutningslöst protokoll som vanligtvis används för DNS-frågor och -svar. Det är ett snabbare protokoll jämfört med TCP och är lämpligt för korta, enkla datautbyten, såsom DNS-förfrågningar och svar. När en klient (resolver) behöver lösa ett värdnamn, skickar den en UDP-fråga till en DNS-server som innehåller värdnamnet som ska lösas. DNS-servern svarar sedan med motsvarande IP-adress om den har posten. Om DNS-servern inte har posten kan den ge hänvisningsinformation för att hjälpa klienten att hitta rätt server som har det.
2. TCP (Transmission Control Protocol): TCP är ett pålitligt, anslutningsorienterat protokoll, vilket innebär att det upprättar en virtuell anslutning mellan klienten och servern innan data överförs. Till skillnad från UDP garanterar TCP leverans och tillhandahåller mekanismer för feldetektering och återsändning. TCP används i DNS främst för zonöverföringar, vilket är processen att överföra zondata mellan DNS-servrar när förändringar inträffar eller för initial synkronisering. Zonöverföringar involverar större mängder data jämfört med vanliga frågor och svar, vilket gör TCP mer lämpligt på grund av dess tillförlitlighetsmekanismer.
Sammanfattningsvis är UDP det primära protokollet som används för vanliga DNS-frågor och -svar, medan TCP används specifikt för zonöverföringar.