NAT穿透技術的主要目的是讓位於網路地址轉換（NAT）設備後的內部網路（私網）設備能夠與外部網路（公網）進行通信。
NAT穿透技術基於NAT的工作原理，NAT設備將內部網路的私有IP位址轉換為公網IP位址，以便內部網路的主機能夠通過單個公網IP位址訪問外部網路。NAT穿透技術實現的關鍵在於創建一個從區域網路主機到外部伺服器的連線，使得外部伺服器能夠與區域網路主機通信。這通常通過在外部伺服器和區域網路主機之間建立一個UDP連線來實現，NAT設備在接收到數據包時會創建或更新一個映射表，用於將特定的外部連線埠與區域網路主機的私有IP位址和連線埠關聯起來。
當區域網路主機嘗試與外部伺服器建立連線時，NAT設備會在其映射表中創建一個條目，記錄區域網路主機的私有IP位址和連線埠與外部伺服器的公網IP位址和連線埠之間的對應關係。這樣，當外部伺服器的回響數據包到達時，NAT設備可以根據映射表將數據包轉發到正確的區域網路主機。
此外，NAT穿透技術也涉及到使用靜態連線埠映射或連線埠轉發等技術，以允許外部網路訪問內部網路中的特定服務。例如，內部網路中的媒體伺服器或遊戲伺服器可以通過NAT穿透技術向外部世界開放，從而提供服務。