Почтовый сервер, получив почту проверяет, существуют ли специфичные правила для обработки почты (правила могут основываться на имени пользователя, на домене в адресе, содержимом письма и т. д.), если специфичных правил не обнаружено, то проверяется, является ли сервер конечным получателем письма. Если является, то письмо принимается в обработку. Если же домен письма не является локальным, то применяется процедура маршрутизации почты.
DNS позволяет указать в качестве принимающего сервера (MX-запись) любой узел интернета, не обязательно являющийся частью доменной зоны домена получателя. Это может использоваться для настройки релеинга (пересылки) почты через третьи серверы. Сторонний сервер (например, более надёжный, чем серверы пользователя) принимает почту для домена пользователя и пересылает его на почтовые серверы пользователя как только появляется возможность.
При маршрутизации используется только доменная часть адреса получателя (то есть часть, находящаяся после символа @). Для домена получателя ищутся все MX-записи. Они сортируются в порядке убывания приоритета. Если адрес почтового сервера совпадает с одним из узлов, указанных в MX-записях, то все записи с приоритетом меньшим приоритета узла в MX-записи отбрасываются, а доставка осуществляется на первый отвечающий узел (узлы пробуются в порядке убывания приоритета). Если MX-запись для домена не найдена, то некоторые серверы могут пытаться доставлять почту по A-записи. Если же записи о домене нет, то формируется сообщение о невозможности доставки. Это сообщение формируется с пустым полем отправителя, в поле «Кому» указывается отправитель исходного письма. Пустое поле отправителя позволяет защитить почтовые сервера от бесконечного хождения сообщений об ошибке между серверами — если сервер обнаруживает, что не может доставить письмо с пустым обратным адресом, то он уничтожает его.
Если сеть имеет различные DNS-серверы (например, внешние — в Интернете, и локальные — в собственных пределах), то возможна ситуация, когда «внутренние» DNS-серверы в качестве наиболее приоритетного получателя указывают на недоступный в Интернете сервер, куда и перенаправляется почта с релея, указанного как узел-получатель для Интернета. Подобное разделение позволяет осуществлять маршрутизацию почты по общим правилам между серверами, не имеющими выхода в Интернет.
Существует две различные модели работы с почтой: концепция почтового ящика и хранилища почты. В концепции почтового ящика почта на сервере хранится временно, в ограниченном объёме (аналогично почтовому ящику для бумажной почты), а пользователь периодически обращается к ящику и «забирает» письма (то есть почтовый клиент скачивает копию письма к себе и удаляет оригинал из почтового ящика). На основании этой концепции действует протокол POP3.
Концепция постоянного хранения подразумевает, что вся корреспонденция, связанная с почтовым ящиком (включая копии отправленных писем), хранится на сервере, а пользователь обращается к хранилищу (иногда его по традиции также называют «почтовым ящиком») для просмотра корреспонденции (как новой, так и архива) и написания новых писем (включая ответы на другие письма). На этом принципе действует протокол IMAP и большинство веб-интерфейсов бесплатных почтовых служб. Подобное хранение почтовой переписки требует значительно бо́льших мощностей от почтовых серверов, в результате, во многих случаях происходит разделение между почтовыми серверами, пересылающими почту, и серверами хранения писем.
В определённых условиях сервер хранения писем может быть настроен на поведение, подобное клиенту: такой сервер обращается к почтовому серверу по протоколу POP3 и забирает почту себе. Подобные решения используются обычно в малых организациях, в которых нет инфраструктуры для развёртывания полноценных почтовых серверов; в этом случае используется локальный сервер для хранения почты и почтовый сервер провайдера, предоставляющий услугу получения почты по POP3. Основным недостатком подобного решения является задержка в доставке.
