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NB-IoT应用架构（Application Architecture）从技术科学角度来整体描述NB-IoT应用开发所涉及的基本知识结构，主要体现开发过程所涉及的微控制器（MCU）、NB-IoT通信、HCI等层次。
从应用层面的技术开发角度来说，NB-IoT应用架构可以抽象为NB-IoT终端（UE）、NB-IoT信息邮局（MPO）、NB-IoT人机交互系统（HCI）三个组成部分，如图2-1所示，这种抽象为深入理解NB-IoT的应用层面开发共性提供了理论基础。
图2-1 NB-IoT应用架构
定义2.1 NB-IoT终端 （Ultimate-Equipment，UE）是一种以微控制器（MCU）为核心，具有数据采集、控制、运算等功能，带有 NB-IoT 通信功能，甚至包含机械结构，用于特定功能的软/硬件实体，如NB-IoT燃气表、NB-IoT水表、NB-IoT电子牌、NB-IoT交通灯、NB-IoT智能农业设备、NB-IoT机床控制系统等。
UE一般以MCU为核心，辅以通信模组及其他输入/输出电路，MCU负责数据的采集、处理、分析，干预执行机构，以及与通信模组连接，通信模组将MCU的板内连接转为NB-IoT通信，以便借助基站与远程服务器通信。UE甚至可以包含短距离无线通信模块，与其他物联网节点实现通信。
UE内含手机卡（目前使用电子卡，也可以集成到通信模组中），即用户识别卡，也称为SIM卡，含有唯一的国际移动用户识别码（IMSI），也就是卡号。UE用户通过这个卡号给信息邮局（MPO）运营商或者 NB-IoT 服务机构交费。目前，已经可以做到这个费用由UE的芯片厂商或中间件供应商统一缴纳，UE用户直接使用UE芯片即可，避免了许多烦琐的手续。
定义2.2 NB-IoT信息邮局 （Message Post Office，MPO）是一种基于NB-IoT协议的信息传输系统，由NB-IoT基站eNodeB（eNB）与NB-IoT云服务器组成，在NB-IoT终端（UE）与NB-IoT人机交互系统（HCI）之间起信息传输的桥梁作用，由信息运营商负责建立与维护。
从物理角度来看，NB-IoT基站由户外的铁塔与NB-IoT基站路由器构成。铁塔是基站路由器支撑机构，其作用是把NB-IoT基站路由器高高挂起，扩大NB-IoT基站路由器的无线覆盖范围。从应用开发用户编程角度来看，NB-IoT基站路由器是个中间过渡，编程者可以忽略它。
信息邮局（MPO）中的云服务器（Cloud Server，CS）可以是一个实体服务器，也可以是分散在多处的云服务器。对编程者来说，它就是具体信息侦听的 固定IP地址与端口 ，是需要向信息邮局（MPO）运营商或第三方机构申请并交纳费用的。
定义 2.3 NB-IoT 人机交互系统 （Human-Computer Interaction，HCI）是实现人与NB-IoT信息邮局（NB-IoT云服务器）之间信息交互、信息处理与信息服务的软/硬件系统，其目标是使人们能够利用通用计算机（PC）、笔记本电脑、平板电脑、手机等设备，通过NB-IoT信息邮局获取NB-IoT终端的数据，并实现对终端的控制等功能。
从应用开发角度来看，人机交互系统（HCI）要与信息邮局（MPO）的固定IP地址与端口打交道，通过这个固定IP地址与端口，实现与终端（UE）的信息传输。