NAT (Network Address Translation) è una funzione router o firewall che riscrive gli indirizzi IP nelle intestazioni IP quando i pacchetti passano da un'interfaccia all'altra. Quando un pacchetto, ad esempio, viene inviato dall'interno, la porta e l'indirizzo IP sorgente vengono riscritti dallo spazio indirizzi IP privato nello spazio indirizzi esterno (Internet).
NAT riscrive gli indirizzi ma lascia i pacchetti stessi inalterati. Questo tipo di operazione funziona bene per molti protocolli, ma causa diversi problemi per i pacchetti SIP che contengono informazioni sugli indirizzi interno (ad esempio, una richiesta INVITE da un indirizzo IP a un altro).
NAT trasversale risolve tale problema, fornendo una "visione dall'esterno" che rende possibile la sostituzione dell'indirizzo IP nelle richieste SIP con l'indirizzo visualizzato sull'altro lato del firewall.
In alcuni casi NAT trasversale non è necessario. Alcuni provider di servizi di telefonia IP pubblici tengono traccia dell'indirizzo IP effettivo utilizzato per registrare un telefono nonché di quello usato nelle richieste SIP dallo stesso telefono, e quindi sostituiscono gli indirizzi nei messaggi SIP.