Les protocoles à état de liens sont excellents pour les réseaux à grande échelle. Ils sont plus complexes que les protocoles à vecteur de distance ; cependant, un avantage majeur est leur capacité à converger rapidement. En effet, au lieu d'envoyer périodiquement l'intégralité de la table de routage, ils n'envoient des mises à jour qu'aux routes voisines. Ils utilisent un algorithme différent pour calculer le chemin le plus court en premier et construisent leur topologie de réseau sous la forme d'un graphe pour montrer quels routeurs sont connectés à d'autres routeurs.
L'un des protocoles à état de liens courants est OSPF (Open Shortest Path First). Il ne met à jour les tables de routage que s'il y a un changement de réseau. Il n'a pas de limite de saut.