Nincs elegendő nyilvános IPv4-cím ahhoz, hogy az internethez csatlakozó minden eszközhöz egyedi címet tudjunk rendelni. A hálózatokat gyakran valósítják meg privát (vagy magán) IPv4-címekkel, amiket az RFC 1918 határoz meg. Az 1. ábra mutatja az RFC 1918-ban foglalt címtartományokat. Nagyon valószínű, hogy a kurzus megtekintéséhez használt számítógéphez is egy privát címet rendeltek.
Ezeket a privát címeket használják egy szervezeten vagy telephelyen belül, hogy az eszközök helyben tudjanak kommunikálni. Mivel azonban ezek a címek nem azonosítanak egyértelműen egyetlen vállalatot vagy szervezetet, privát IPv4-címeket nem lehet forgalomirányításra használni az interneten. Ahhoz, hogy egy privát IPv4-című készülék a helyi hálózaton kívüli eszközökhöz és erőforrásokhoz is hozzáférhessen, a privát címet először egy publikus (vagy nyilvános) címre kell lefordítani.
Ahogy a 2. ábrán látható, a NAT biztosítja a privát címek publikus címre történő fordítását. Ez teszi lehetővé egy privát IPv4-című eszköz számára az olyan magánhálózaton kívüli erőforrásokhoz való hozzáférést, mint amilyenek például az interneten találhatók. A NAT privát IPv4-címekkel való kombinálása bizonyítottan hasznos módszer a nyilvános IPv4-címekkel való takarékoskodásra. Egyetlen nyilvános IPv4-címet meg lehet osztani több száz vagy akár több ezer eszköz között, amelyeken egyedi privát IPv4-címet állítottak be.
A NAT nélkül az IPv4 címtartomány kimerülése még jóval a 2000-es év előtt bekövetkezett volna. A NAT-nak azonban vannak bizonyos korlátai, amelyeket később fogunk megvizsgálni ebben a fejezetben. Az IPv4-címtartomány kimerülésére és a NAT korlátozásaira a megoldás a végleges átállás az IPv6-ra.