Pada bentuknya yang paling sederhana, sebuah firewall adalah sebuah router atau komputer yang dilengkapi dengan dua buah NIC (Network Interface Card, kartu antarmuka jaringan) yang mampu melakukan penapisan atau penyaringan terhadap paket-paket yang masuk. Perangkat jenis ini umumnya disebut dengan packet-filtering router.

Firewall jenis ini bekerja dengan cara membandingkan alamat sumber dari paket-paket tersebut dengan kebijakan pengontrolan akses yang terdaftar dalam Access Control List firewall, router tersebut akan mencoba memutuskan apakah hendak meneruskan paket yang masuk tersebut ke tujuannya atau menghentikannya. Pada bentuk yang lebih sederhana lagi, firewall hanya melakukan pengujian terhadap alamat IP atau nama domain yang menjadi sumber paket dan akan menentukan apakah hendak meneruskan atau menolak paket tersebut. Meskipun demikian, packet-filtering router tidak dapat digunakan untuk memberikan akses (atau menolaknya) dengan menggunakan basis hak-hak yang dimiliki oleh pengguna.

Cara kerja packet filter firewall
Packet-filtering router juga dapat dikonfigurasikan agar menghentikan beberapa jenis lalu lintas jaringan dan tentu saja mengizinkannya. Umumnya, hal ini dilakukan dengan mengaktifkan/menonaktifkan port TCP/IP dalam sistem firewall tersebut. Sebagai contoh, port 25 yang digunakan oleh Protokol SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) umumnya dibiarkan terbuka oleh beberapa firewall untuk mengizinkan surat elektronik dari Internet masuk ke dalam jaringan privat, sementara port lainnya seperti port 23 yang digunakan oleh Protokol Telnet dapat dinonaktifkan untuk mencegah pengguna Internet untuk mengakses layanan yang terdapat dalam jaringan privat tersebut. Firewall juga dapat memberikan semacam pengecualian (exception) agar beberapa aplikasi dapat melewati firewall tersebut. Dengan menggunakan pendekatan ini, keamanan akan lebih kuat tapi memiliki kelemahan yang signifikan yakni kerumitan konfigurasi terhadap firewall: daftar Access Control List firewall akan membesar seiring dengan banyaknya alamat IP, nama domain, atau port yang dimasukkan ke dalamnya, selain tentunya juga exception yang diberlakukan.

Circuit Level Gateway

Cara kerja circuit level firewall
Firewall jenis lainnya adalah Circuit-Level Gateway, yang umumnya berupa komponen dalam sebuah proxy server. Firewall jenis ini beroperasi pada level yang lebih tinggi dalam model referensi tujuh lapis OSI (bekerja pada lapisan sesi/session layer) daripada Packet Filter Firewall. Modifikasi ini membuat firewall jenis ini berguna dalam rangka menyembunyikan informasi mengenai jaringan terproteksi, meskipun firewall ini tidak melakukan penyaringan terhadap paket-paket individual yang mengalir dalam koneksi.
Dengan menggunakan firewall jenis ini, koneksi yang terjadi antara pengguna dan jaringan pun disembunyikan dari pengguna. Pengguna akan dihadapkan secara langsung dengan firewall pada saat proses pembuatan koneksi dan firewall pun akan membentuk koneksi dengan sumber daya jaringan yang hendak diakses oleh pengguna setelah mengubah alamat IP dari paket yang ditransmisikan oleh dua belah pihak. Hal ini mengakibatkan terjadinya sebuah sirkuit virtual (virtual circuit) antara pengguna dan sumber daya jaringan yang ia akses.
Firewall ini dianggap lebih aman dibandingkan dengan Packet-Filtering Firewall, karena pengguna eksternal tidak dapat melihat alamat IP jaringan internal dalam paket-paket yang ia terima, melainkan alamat IP dari firewall. Protokol yang populer digunakan sebagai Circuit-Level Gateway adalah SOCKS v5.

Application Level Firewall