NB-IoT在多重存取(Multiple Access)技术的选择上，使用与LTE系统相同之Multiple Access技术，亦即在下行使用正交分频多路存取(OrthogonalFrequency Division Multiple Access, OFDMA)，在上行使用单载波分频多重存取(Single CarrierFrequency Division Multiple Access, SC-FDMA)，且子载波间距 (SubcarrierSpacing)以及讯框架构(Frame Structure)与LTE系统相同。
由于带宽最多仅有1个PRB，所以不同物理层通道之间大多为分时多任务(Time Division Multiplexed, TDD)，也就是在不同时间上轮流出现。另外，考虑到NB-IoT UE的低成本与低复杂度，Release-13 NB-IoT仅支持分频双工(Frequency Division Duplex, FDD)且为半双工(Half Duplex)，亦即上行与下行使用不同的载波，且一NB-IoT UE传送和接收需在不同时间点进行。
在NB-IoT中，因为带宽大小以及NB-IoT UE能力的限制，舍弃了LTE系统中如实体上行共享信道(Physical UplinkControl Channel, PUCCH)、实体混合自动重传请求或指示通道(Physical HybridARQ Indicator Channel, PHICH)等物理层通道。
HARQ的实认信息(HARQ-ACK)/否定应答(NACK)将会传送在NB-IoT中新制定的数据信道中，而LTE系统中的周期性信道状态信息(Periodic CSI)回报，也因为考虑到资源有限与NB-IoT UE的电量耗损，在NB-IoT中不予支持。
原有LTE系统中的其他物理层信道如实体下行控制信道(Physical DownlinkControl Channel, PDCCH)以及传送实体随机存取信道(Physical RandomAccess Channel, PRACH)也都有对应功能的新物理层信道设计。
