Bei Aufbau und Betrieb von Systemen der Verkehrstelematik sind drei übergeordnete Ebenen zu betrachten. Neben der organisatorisch-institutionellen Ebene und der konzeptionell-funktionalen Ebene ist dies die technisch-physische Ebene. Diese beschreibt die physikalische Architektur sowie die Daten-/Kommunikationsarchitektur, die sich aus den vorgesehenen Maßnahmen und Randbedingungen der beiden anderen Ebenen ergeben [BOetal05].

Mittels der technischen Komponenten sind vor allem die folgenden Querschnittsaufgaben zu lösen:

Die Erfassung dient der Messung von Kenngrößen, die zum einen den Verkehrsablauf direkt und zum anderen Einflussfaktoren mit Wirkungen auf den Verkehrsablauf beschreiben. Die Daten können sowohl von ortsfesten als auch von mobilen Sensoren erfasst werden. Jede Datenquelle ist zu jeder Zeit eindeutig zu verorten, was speziell bei mobilen Sensoren eine komplexe Aufgabe darstellt, die nur mittels moderner Ortungssysteme (zum Beispiel Satellitenortung) gelöst werden kann.

Die Rohdaten müssen dann in der Regel zu einer Zentrale übertragen werden, die die weitere Verarbeitung und Interpretation der Daten übernimmt. Die Datenübertragung ist ein weiterer technisch aufwendiger aber notwendiger Schritt. Sie kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen, wobei jeweils eine ausreichende Übertragungsbandbreite und -sicherheit zu gewährleisten ist.

Aufgrund der großen Datenmengen, die bei Telematikanwendungen anfallen, sind geeignete Datenplattformen zu entwickeln, die eine stabile und effiziente Speicherung und Analyse für die Verarbeitung ermöglichen.

Die Schaltentscheidungen der Verarbeitungsprozeduren sind an Endgeräte zu übertragen. Die Präsentation der Ergebnisse kann je nach Anwendung kollektiv oder individuell erfolgen. Dazu stehen diverse Visualisierungs- und Interaktionstechniken zur Verfügung, die auch einer laufenden Weiterentwicklung unterliegen. Ein solches System besteht zumeist aus den Elementen [Enke99]:

Um eine herstellerunabhängige Interoperabilität der Systeme zu ermöglichen, aber auch um möglichst kostengünstig zu arbeiten, sind Datenquellen und Schnittstellen möglichst einheitlich zu gestalten. Dazu gibt es diverse Gremien, die die Standardisierung sowohl auf nationaler als auch auf europäischer Ebene vorantreiben.