Datortīklu veido sakaru kanāli, komutācijas aparatūra un tajā izmantotā programmatūra. Datortīklam var pieslēgt arī citas ierīces (viedtālruņus, planšetes, tīmekļa kameras, datorspēles, kredītkaršu norēķinu termināļus, objektu apsardzes, klimata kontroles iekārtas u. c.), ja tās satur iegulto datoru.

Datortīkli ikdienā tiek saukti konkrētu datortīklu paveidu vārdos un saīsinājumos: internets, bezvadu internets jeb WiFi (Wireless Fidelity), globālais tīmeklis jeb WWW (World Wide Web), tīmeklis, lokālais datortīkls jeb LAN (Local Area Network), tīkls, pieslēgums, savienojums, datu pārraide.

Datortīkli līdzās telefona tīkliem, radio un televīzijas apraides tīkliem ir elektronisko sakaru tīklu nozares apakšnozare.

Datortīklos pārklājas datorzinātņu un telekomunikāciju nozares. Telekomunikāciju nozare datortīklos pēta balss un datu pārraides problēmas lielos attālumos un lielos apjomos, izmantojot dažādas fiziskās sakaru vides (elektriskos un optiskos kabeļus, radio viļņus, satelītsakarus) un dažādas signālu komutācijas un blīvēšanas metodes. Savukārt datorzinātņu nozare pēta datortīklu adresācijas metodes, maršrutizācijas algoritmus, datu pārraides kļūdu atpazīšanas un labošanas algoritmus, informācijas (teksta, attēlu, skaņas, video) kodēšanas un saspiešanas algoritmus, kā arī nodrošina datortīklu praktiskai izmantošanai nepieciešamos augsta līmeņa pakalpojumus: e-pastu, WWW, datņu (failu) pārraidi, resursu kopīgas izmantošanas servisus un citus.

Datortīklus pēc to lieluma un izvietojuma iedala divās grupās. Lokālie datortīkli (Local Area Newtork, LAN) apvieno datorus, kas atrodas netālu viens no otra, parasti vienas vai blakus esošu ēku robežās; LAN parasti ierīko un uztur pats datortīkla lietotājs. Teritoriālie datortīkli (Wide Area Network, WAN) savieno tālu novietotus datorus vai lokālos datortīklus; WAN parasti ierīko un uztur telekomunikāciju operatori, kas WAN pakalpojumus pārdod to lietotājiem.

LAN un WAN izgudroti un ieviesti 1972.–1973. gadā, sākotnēji lietojot atšķirīgus datortīklu protokolus (formātu un procedūru kopums, kas nodrošina datu apmaiņu starp datoriem). Piemēram, LAN printeru un datņu serveru koplietošanas vajadzībām populārs bija Intertīkla pakešapmaiņas protokols (Internetwork Packet Exchange, IPX). Savukārt WAN plaši tika lietots X.25 protokols. No 1982. līdz1983. gadam izgudrota mūsdienās plaši lietotā Pārraides vadības protokola/Interneta protokola (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP) datu pārraides protokolu kopa. Uz TCP/IP bāzes veidoto tīklu nosauca par internetu, jo tas ļāva apvienot līdz tam relatīvi nošķirtos lokālos un teritoriālos datortīklus vienotā, globālā datortīklā.

Datortīkliem ir liela praktiskā nozīme. Internets kā populārākais datortīklu paveids kļuvis par neatņemamu 21. gs. sabiedrības funkcionēšanas līdzekli – sākot ar izglītību, uzziņu un izklaidi, beidzot ar saziņu ražošanā, tirdzniecībā, finansēs un transporta pakalpoju nodrošināšanā. Pateicoties interneta ērtajai un mobilajai pieejamībai viedtālruņos (kopš Apple 2008. gada modeļa), šobrīd datortīklus ikdienā lieto lielākā sabiedrības daļa ne tikai attīstītajās valstīs, bet arī aizvien vairāk jaunattīstības valstīs visā pasaulē.

No 1989. līdz 1990. gadam Tims Bērnerss-Lī (Tim Berners-Lee) izgudroja globālā tīmekļa pamatprotokolus – hiperteksta pārsūtīšanas protokolu (Hyper Text Transfer Protocol, HTTP) un hiperteksta iezīmēšanas valodu (Hypertext Markup Language, HTML). Taču globālā interneta masveida uzplaukums aizsākās 1993. gadā ar Marka Andrēsena (Marc Andreessen) WWW pirmā grafiskā pārlūka Mosaic radīšanu, kas izraisīja pasaules informācijas plašu digitalizāciju. Tīmeklī uzkrāto lielo datu (big data) pieejamība savukārt sekmēja dziļās mašīnmācīšanās (deep learning) un citu mākslīgā intelekta teoriju attīstību šo datu praktiskai izmantošanai, piemēram, automatizētai informācijas meklēšanai un tulkošanai (Google, 1998).

Datortīklu teoriju 1948. gadā aizsāka Klods Šenons (Claude Shannon), izgudrojot informācijas kodēšanas un pārraides universālo pamatvienību "bitu". Par praktisko datortīklu teorijas pirmsākumu var uzskatīt 1964. gadā Pola Berana (Paul Baran) izgudroto pakešu komutācijas principu, kas datortīklu ļauj vienlaicīgi izmantot daudziem lietotājiem, kā arī vienkāršo datu pārsūtīšanu un automātisku pārraides kļūdu atklāšanu un labošanu.

1983. gadā Starptautiskās standartizācijas organizācijas (International Standards Organization, ISO) izveidotais atvērto sistēmu sadarbības (Open Systems Interconnect, OSI) datortīklu etalonmodelis ir viens no svarīgākajiem datortīklu teorijas pamatiem, kas datortīklu problemātiku vienkāršoja, sadalot to septiņos relatīvi neatkarīgos funkcionālos slāņos (fizikālais, datu posma, tīkla, transporta, sesijas, attēlošanas un lietojuma slānis). ISO OSI katram no šiem septiņiem slāņiem definēja paraugrealizāciju (piemēram, jau kopš 1972. gada plaši lietoto X.25 protokolu un 1984. gadā izveidoto X.400 e-pasta protokolu), tādējādi nostiprinot standartizētu protokolu nozīmi datortīklos. Līdz tam datoru ražotāji pārsvarā veidoja katrs savu, ar citiem ražotājiem nesavietojamu datortīklu paveidu, liedzot iespēju izveidot vienotu, globālu datortīklu.

Līdz ar TCP/IP protokolu kopas izstrādi un iekļaušanu tobrīd populārās 4.2BSD Unix atvērtā pirmkoda operētājsistēmas sastāvā 1983. gadā aizsākās mūsdienu internets, kas pakāpeniski izkonkurēja ISO OSI protokolus. Tomēr ISO OSI paraugmodeļa ieviestie septiņi slāņi mūsdienās joprojām tiek lietoti interneta protokolu strukturēšanai, piemēram: fiziskālais – 5. kategorijas kabelis (Category 5 cable, cat5), datu posma – Ethernet lokālais tīkls (Local Area Network, LAN), tīkla – Interneta protokols, versija 4 (Internet Protocol version 4, IPv4), transporta – pārraides vadības protokols (Transmission Control Protocol, TCP), sesijas – drošligzdu slānis (Secure Sockets Layer, SSL), attēlošanas – hiperteksta iezīmēšanas valoda (Hypertext Markup Language, HTML), lietojuma – hiperteksta pārsūtīšanas protokols (Hyper Text Transfer Protocol, HTTP). Interneta protokolu kopa aprakstīta RFC (Request For Comments) dokumentos.

LAN jomā par dominējošo risinājumu kļuvis datortīklu pirmsākumos, 1973. gadā, Roberta Metkalfa (Robert Metcalfe) izgudrotais Ethernet LAN. Laika gaitā tas nav būtiski mainījies – ir tikai pieaudzis tā maksimālais ātrums no 10Mb/s līdz 100Gb/s, kā arī ieviests bezvadu Ethernet paveids WiFi, izveidoti efektīvāki Ethernet komutēšanas un virtualizācijas (Virtual LAN, VLAN) risinājumi, kas Ethernet tehnoloģiju ļauj izmantot ne vien LAN, bet aizvien vairāk arī WAN (Carrier Ethernet).

Datortīklu pētniecībā tiek izmantotas gan teorētiskās, gan empīriskās pētniecības metodes, jo datortīkli ir sarežģītas daudzlietotāju reālā laika sistēmas, kuru uzvedību grūti paredzēt teorētiski. Empīriskās metodes noderīgas optimālo parametru izvēlē datortīklu maršrutizācijas protokolu izstrādē, kā arī transporta protokolu veiktspējas optimizācijā, jo datortīklos novērotos pakešu zudumus un aiztures ir grūti modelēt teorētiski. Savukārt teorētiskās pētniecības metodes lieto informācijas kodēšanas, saspiešanas, šifrēšanas un kļūdu korekcijas algoritmu izstrādē.

1950. gadā tika izveidoti pirmie savienojumi starp datoriem Amerikas Savienoto Valstu (ASV) armijas radaru sistēmu vajadzībām, bet 1960. gadā sāka darboties pirmā aviobiļešu rezervācijas sistēma, kuru nodrošināja savienoti lieldatori. Turpmākajos gados tika veidoti un izmēģināti dažādi datortīklu paveidi, no kuriem nozīmīgākais bija Starptautiskās telekomunikācijas savienības (International Telecommunication Union, ITU) 1972. gadā izstrādātais un plaši lietotais pakešu pārraides tīkls X.25, kam 1984. gadā sekoja kadru pārraides jeb retranslācijas tīkli (Frame Relay, FR), 1988. gadā integrētie datu un telefonijas tīkli (Integrated Services Digital Network, ISDN) un 1990. gadā asinhronās pārraides režīma (Asynchronous Transfer Mode, ATM) tehnoloģiju tīkli.

Līdz ar pirmo personālo datoru un iezvanpieejas modemu parādīšanos 1978. gadā populāra kļuva tā saucamā datora ziņojumdēļa sistēma (Bulletin Board System, BBS), kas nodrošināja e-pasta pakalpojumus, izmantojot FidoNet vai UUCP (Unix to Unix Copy Protocol) protokolus.

1969. gadā starp četrām ASV universitātēm izveidotais ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) tīkls tiek uzskatīts par interneta priekšteci. Tā izveidi finansēja ASV Aizsardzības departamenta (ministrijas) Aizsardzības attīstīto projektu aģentūra (Defence Advanced Research Projects Agency, DARPA), lai pētītu un attīstītu nesagraujamu datortīklu aizsardzības vajadzībām. 1983. gadā no ARPANET izveidojās uz TCP/IP protokolu kopas balstītais mūsdienās lietotais internets. Ārpus universitātēm internetu plašāk sāka lietot ap 1993. gadu līdz ar WWW grafiskā pārlūka Mosaic izgudrošanu, kam desmit gadu garumā sekoja straujš interneta lietojuma uzplaukums personālajos datoros; aizsākās elektroniskā komercija, interneta bankas, Google, Amazon u. c. interneta kompānijas.

21. gs. TCP/IP ir kļuvis par dominējošo datortīklu veidu – to lieto gan publiskajā internetā, gan privātajos datu pārraides tīklos, uz tā tiek balstīta 4G mobilā telefonija.

Svarīgākais datortīklu sasniegums ir globālais internets, kas ir ātrs un plaši pieejams datorā vai caur mobilo pieslēgumu viedtālruņos. 2015. gadā internetu lietoja aptuveni 3,3 miljardi (40 %) pasaules iedzīvotāju. 21. gs. ātrākā komerciāli pieejamā datortīklu tehnoloģija ir 100Gb/s Ethernet; tā darbojas caur optiskajiem kabeļiem. Mobilo sakaru jomā 4G interneta pieslēgumi tuvojas 1Gb/s ātrumam, padarot to par visstraujāk augošo interneta pieslēgumu tehnoloģiju. Pateicoties satelītsakariem, internets ir pieejams jebkurā vietā pasaulē, tajā skaitā arī kuģos un lidmašīnās. Kopš 2014. gada interneta datu plūsmas lielāko daļu veido video (YouTube, 2005), apsteidzot tradicionālo teksta, attēlu un skaņas pārraidi. Sociālie tīkli (Facebook, 2004 un Twitter, 2006) kļuvuši par ietekmīgiem pasaules plašsaziņas līdzekļiem, kas konkurē ar tradicionālo presi.

Datortīklos ir arī vēl neatrisinātas problēmas. Viena no problēmām ir datortīklu nepietiekamā drošība, kas iespējamo kaitējumu apmēru dēļ tiek pielīdzināta valstu militārajai aizsardzībai (cyberwarfare). Principiāls datortīklu ierobežojums ir arī tas, ka informācija nevar pārvietoties ātrāk par gaismas ātrumu, un tas kļuvis kritiski finanšu sektorā (high speed trading). Lai samazinātu starpkontinentālo sakaru aiztures, tiek ierīkoti jauni optiskie kabeļi pa iespējami taisnāko līniju, kā arī pakešu komutācijas vietā tiek lietoti optiskie tīkli (light-path networking). Klasiskais internets cieš no IPv4 protokola adrešu trūkuma, kuru atrisinātu masveida pāreja uz IPv6 protokolu.

Datortīklu jomā galvenās pētniecības iestādes ir kompānijas, kas ražo datortīklu aparatūru un programmatūru (Cisco, Microsoft, Apple, Google un citas). Tomēr jaunu protokolu ieviešanu koordinē standartu organizācijas, no kurām svarīgākās:

• Elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) – kabeļu (Ethernet) un bezvadu (WiFi) lokālo tīklu standarti, pazīstami kā IEEE 802 standartu sērija;
• Starptautiskā standartizācijas organizācija (International Organization for Standardization, ISO) – izstrādāts OSI references modelis;
• Elektroniskās industrijas asociācija (Electronic Industries Association, EIA) – izstrādā datortīklu kabeļu un kontaktligzdu standartus;
• Starptautiskā telesakaru apvienība (International Telecommunication Union, ITU) – izstrādāja savulaik plaši lietotās X.25 un X.400 protokolu kopas;
• Interneta tehniskā uzdevumgrupa (Internet Engineering Task Force, IETF) – darbojas Internet Society paspārnē, izstrādā interneta standartus RFC (Request For Comments);
• Globālā tīmekļa konsorcijs (World Wide Web Consortium, W3C) – izstrādā un attīsta WWW protokolu HTML un HTTP standartus.

Computer Networks, IEEE Communications Magazine, IEEE/ACM Transactions on Networking, The Internet Protocol Journal (http://www.protocoljournal.org/), ICT Facts & Figures, The world in 2015 (http://www.itu.int/en/ITU-D/Statistics/Pages/facts/default.aspx).

Datortīklu attīstību sekmē daudzu zinātnieku darbs. Klods Šenons 1948. gadā izgudroja "bita" jēdzienu, kā arī Šenona formulu, kas nosaka teorētiski maksimālo datu pārraides ātrumu trokšņainā kanālā. Šim teorētiski maksimālajam datu pārraides ātrumam praksē izdevās pietuvoties tikai 1993. gadā līdz ar Turbo kodu turpvērstās kļūdu labošanas (Turbo coding Forward Error Correction, Turbo FEC) un ortogonālās frekvenčdales blīvēšanas (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) izgudrošanu, uz kuriem ir balstītas 4G mobilā telefonija, WiFi un ciparu abonentlīnija  (Digital Subscriber Line, DSL). Vints Serfs (Vinton Cerf) 1974. gadā izgudroja TCP protokolu, kas ir viens no 21. gs. interneta pamatprotokoliem. Tiek uzskatīts par vienu no interneta idejiskajiem autoriem. Tims Bērnerss-Lī 1989. gadā izgudroja WWW, kas padarīja tīklā ērti pieejamu lielāko daļu pasaulē uzkrātās informācijas, aizsākot drukāto grāmatu un klasiskās preses un televīzijas norietu. Marks Andrēsens 1993. gadā izveidoja pirmo grafisko WWW pārlūkprogrammu Mosaic, kas aizsāka interneta revolūciju, pateicoties tās vienkāršajai teksta un attēlu klikšķināšanas saskarei. 1994. gadā izveidoja kompāniju Netscape un Netscape Navigator pārlūkprogrammu ar šifrēšanas (SSL) atbalstu, kas ļāva internetā droši pārsūtīt kredītkaršu numurus, tādējādi aizsākot elektroniskās komercijas ēru. Netscape kompānijas akciju cenas dubultošanās vienā dienā (09.08.1995) izraisīja dot-com ekonomisko burbuli aptuveni 8 gadu garumā – strauju interneta uzplaukumu un tā lietošanas izmaksu dramatisku kritumu, pateicoties ļoti lielām, bieži nepamatotām investīcijām visās ar internetu saistītajās kompānijās. Džonatans Postels (Jonathan "Jon" Bruce Postel) 1969. gadā ARPANET ietvaros aizsāka RFC interneta standartu dokumentu numurēšanu un rediģēšanu, kā arī interneta IP adrešu (Internet Protocol Address) un domēnvārdu (Domain Name System, DNS) sadali, tādējādi nodrošinot interneta globālās adresācijas vienotību, par ko britu žurnāls The Economist viņu 1997. gadā nodēvēja par "interneta dievu".