Appium采用经典的客户端-服务器模型，这一设计使其能够跨平台工作，但也带来了一定的复杂性：

客户端层：测试脚本使用Appium客户端库（支持Java、Python、JavaScript、C#等语言）编写，这些库按照W3C WebDriver协议。测试命令被封装为标准HTTP请求发送给Appium服务器。

服务器层：根据Node.js创建的Appium服务器接收客户端请求，分析后将其路由到相应的平台驱动程序。2026年的现代Appium实现已从旧的JSON Wire协议转向更稳定、更现代的WebDriver协议。

驱动程序层：这是Appium平台无关性的重点。平台特定驱动程序（XCUITest驱动用于iOS，UIAutomator2或Espresso驱动用于Android，WinAppDriver用于Windows）将标准WebDriver命令转换为平台原生自动化框架能理解的指令。

原生框架层：各平台提供的官方测试框架（iOS的XCUITest，Android的UIAutomator2/Espresso）最后执行对UI元素的实际操作。

这种多层架构使Appium有无和伦比的跨平台一致，同一套测试脚本只需少量修改就能在iOS和Android上运行。每增加一层也意味着更多的潜在故障点和性能开销。网络延迟、会话管理问题和驱动兼容性都可能影响测试的稳定和执行速度。