Das Ziel, ein kostengünstiges Kommunikationsprotokoll für den seriellen Datenaustausch im sicherheitsunkritischen Sensor-/Aktor-Bereich zu schaffen, wirkte sich vor allem auf das Design des Physical Layers aus.

Man nutzt für die physikalische Signalübertragung in einem LIN-Netzwerk (LIN-Cluster) nicht die von CAN bekannte differenzielle Signalübertragung, sondern verwendet eine gewöhnliche Eindrahtleitung (Single Wire).

Um trotzdem eine ausreichende Störfestigkeit zu gewährleisten, verwendet man als Bezugspotential für die Buspegel die Versorgungsspannung der Steuergeräte-Elektronik und die Fahrzeugmasse (siehe Grafik „LIN-Treiber“).

Schaltungstechnisch entspricht ein LIN-Cluster einer Open-Collector-Schaltung. Alle LIN-Knoten werden über die LIN-Transceiver passiv an den LIN-Bus, welcher topologisch als Linie realisiert ist, angeschlossen. Ein Pull-Up-Widerstand sorgt dafür, dass der Buspegel nahezu der Versorgungsspannung (High Pegel) entspricht, wenn die Sendetransistoren aller LIN-Knoten sperren.

Der Buspegel wird auf nahezu Masse (Low Pegel) gezogen, sobald ein Sendetransistor öffnet. Entsprechend werden der Low-Zustand als dominanter Pegel und der High-Zustand als rezessiver Pegel bezeichnet.

Der Pull-Up-Widerstand beträgt bei den LIN-Slaves 30 kΩ, beim LIN-Master 1 kΩ. Im Gegensatz zum LIN-Slave muss der Pull-Up-Widerstand beim LIN-Master extern beschaltet werden. Die Diode im Kollektorzweig verhindert die Stromversorgung des LIN-Knotens via LIN-Bus, wenn die Versorgungsspannung nicht anliegt.

Ein Pegel unterhalb von 40% der Versorgungsspannung wird vom Empfänger als eine logische Null, also als dominanter Pegel interpretiert. Als logische Eins (rezessiver Pegel) interpretieren Empfänger Pegel oberhalb von 60% der Versorgungsspannung (siehe Grafik „LIN-Signalspezifikation für Empfänger“). Aus der Grafik „LIN-Signalspezifikation für Sender“ geht die Signalspezifikation für einen Sender im LIN-Cluster hervor.