La figure suivante illustre le fonctionnement de la NAT.
Le sous-réseau privé 10.1.1.0 comporte une machine appelée Machine 1 qui tourne derrière NAT 1, qui utilise 129.146.63.100, une adresse IP traduite, pour toutes les communications de Machine 1 à des hôtes situés au-delà de NAT 1. Les communications émanant d'hôtes situés au-delà de NAT 1 en direction de Machine 1 (129.146.63.100) sont réacheminées sur Machine 1 (10.1.1.1) par NAT 1.
Un second réseau privé (100.1.1.1) comporte une machine Machine 3 (100.1.1.1) et tourne derrière NAT 2, qui utilise 129.146.63.101 (une adresse IP traduite) pour les communications de Machine 3 à des hôtes situés au-delà de NAT 2. Les communications émanant d'hôtes situés au-delà de NAT 2 en direction de Machine 3 (129.146.63.101) sont réacheminées sur 10.1.1.1 par NAT 2.