上图画出了TCP建立连接的过程。假定主机A运行的是TCP客户程序，B运行的是TCP服务器程序。最初两端的TCP进程都处于CLOSED状态。图中在主机下面的是TCP进程所处的状态。A是主动打开连接，B是被动打开连接。
B的TCP服务器进程先创建传输控制模块TCB，准备接受客户进程的连接请求，然后服务器进程就处于LISTEN(监听)状态，等待客户的连接请求
首先A的TCP客户进程向B发出连接请求报文段，这时首部中的同步位SYN=1，同时选择一个初始序号seq=x。TCP规定，SYN报文段(即SYN=1的报文段)不能携带数据，但要消耗掉一个序号。这时，A的客户进程就进入SYN-SENT(同步已发送)状态。
B收到连接请求报文段后，向A发送确认。在确认报文段中把SYN和ACK位都置为1，确认号是ack=x+1,同时也为自己选择一个初始序号seq=y。请注意，这个报文段也不能携带数据，但同样要消耗掉一个序号。这时B的TCP服务器进程就进入SYN-RCVD(同步已收到)状态。
A的TCP客户进程收到B的确认后，还要向B给出确认。确认报文段的ACK置为1，确认号ack=y+1，而自己的序号seq=x+1。这时，TCP连接已经建立，A进入ESTABLISHED(已建立连接)状态，
当B收到A的确认后，也会进入ESTABLISHED状态。
以上给出的连接建立过程就是常说的TCP三次握手。
为什么A还要发送一次确认呢?这主要是为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了B，因而产生错误。
假定A发出的某一个连接请求报文段在传输的过程中并没有丢失，而是在某个网络节点长时间滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达B。本来这是一个早已失效的报文段。但B收到此失效的连接请求报文段后，就误以为A又发了一次新的连接请求，于是向A发出确认报文段，同意建立连接。假如不采用三次握手，那么只要B发出确认，新的连接就建立了。
由于A并未发出建立连接的请求，因此不会理睬B的确认，也不会向B发送数据。但B却以为新的运输连接已经建立了，并一直等待A发来数据，因此白白浪费了许多资源。
采用TCP三次握手的方法可以防止上述现象发生。例如在刚才的情况下，由于A不会向B的确认发出确认，B由于收不到确认，就知道A并没有要求建立连接。