Um eine Verbindung untereinander herstellen zu können, muss den Gesprächsteilnehmern die Internet-Adresse (IP-Adresse und Port) des Partners bekannt sein.

Allerdings verwenden die meisten Benutzer heutzutage keine festen IP-Adressen, besonders Privatanwender nicht. Ihnen wird bei jedem Verbindungsaufbau mit dem Netzwerk eine neue IP-Adresse dynamisch zugewiesen. Außerdem verwenden viele Internet-Nutzer Router mit Network Address Translation (NAT), so dass mehrere Geräte sich eine IP-Adresse im Internet teilen können. Es ist also nicht ohne weiteres möglich zu wissen, unter welcher IP-Adresse und Portnummer der gewünschte Gesprächspartner zu erreichen ist.

Um dieses Problem zu lösen, wurde das Session Initiation Protocol (SIP) entwickelt. Es erlaubt Endgeräten (SIP-Endpunkten), wie zum Beispiel einem SIP-Telefon, sich an einem zentralen SIP-Server zeitlich befristet anzumelden, um dort die eigene momentane IP-Adresse zu hinterlassen.

Diese kann von anderen SIP-Endpunkten dann erfragt werden. Die Form der Adressierung ist das Uniform Resource Identifier (URI)-Format. Die Schreibweise der Teilnehmeradressen lautet dann zum Beispiel: "sip:user@sip-server.de". Dies bietet auch die Möglichkeit, dass man in Zukunft über eine Adresse erreichbar sein wird, die dann sowohl für E-Mail als auch Telefonie verwendet werden kann. Des Weiteren ist über SIP mit dem SIMPLE-Standard auch Videotelefonie und Instant Messaging möglich.

Um eine eigene SIP-Adresse im URI-Format zu bekommen, kann man sich bei vielen freien oder kostenpflichtigen Anbietern anmelden. Da viele Anbieter nur SIP-Adressen mit reinen Zahlenfolgen vergeben (z.B. 12345@sip-server.de), können auch Telefone mit normaler Tastatur zum Wählen verwendet werden, um Gesprächspartner, die sich beim gleichen SIP-Server registriert haben, anzuwählen. Mit Vorwahlnummern können auch Gesprächspartner von anderen SIP-Servern angewählt werden. Die meisten Anbieter von SIP-Adressen ermöglichen auch das Telefonieren mit Teilnehmern des herkömmlichen Telefonnetzes, da sie bei solchen Geprächen Geld verdienen können. Allerdings vergeben nur einige wenige Anbieter klar ersichtliche SIP-Adressen. Viele Anbieter vergeben stattdessen herkömmliche Festnetz-Rufnummern, wodurch man auch vom Festnetz aus angerufen werden kann. Gerade diese Anbieter blockieren jedoch in dem meisten Fällen VoIP-Anrufe von fremden SIP-Anbietern, wodurch man nur dann ein kostenloses VoIP-Gespräch führen kann, wenn sich beide Gesprächspartner beim gleichen Anbieter registriert haben.