Docker Client 是其架構中，用戶與 Docker Daemon 建立通信的客戶端。用戶使用的可執行文件為 docker，通過 docker 命令列工具可以發起眾多 container 管理的請求。
Docker Client 可以通過以下三種方式和 Docker Daemon 建立通信：tcp://host:port、unix://path_to_socket 和 fd://socketfd。為了簡單起見，本文一律使用第一種方式作為講述兩者通信的原型。與此同時，與 Docker Daemon 建立連接並傳輸請求的時候，Docker Client 可以通過設置命令行 flag 參數的形式設置安全傳輸層協議（TLS）的有關參數，保證傳輸的安全性。
Docker Client 發送容器管理請求後，由 Docker Daemon 接受並處理請求，當 Docker Client 接收到返回的請求相應並簡單處理後，Docker Client 一次完整的生命週期就結束了。當需要繼續發送容器管理請求時，用戶必須再次通過 docker 命令創建 Docker Client。
Docker Daemon 是其架構中一個常駐在後台的系統進程，功能是：接受並處理 Docker Client 發送的請求。該守護進程在後台啟動了一個 Server，負責接受 Docker Client 發送的請求；接受請求後，Server 通過路由與分發調度，找到相應的 Handler 來執行請求。
Docker Daemon 啟動可執行文件也為 docker，與 Docker Client 啟動可執行文件 docker 相同。在 docker 命令執行時，通過傳入的參數來判別 Docker Daemon 與 Docker Client。
Docker Daemon 的架構，大致可以分為以下三部分：Docker Server、Engine 和 Job。
Docker Server 在其架構中是專門服務於 Docker Client 的 server。該 server 的功能是：接受並調度分發 Docker Client 發送的請求。
在 Docker 的啟動過程中，通過包 gorilla/mux，創建了一個 mux.Router，提供請求的路由功能。在 Golang 中，gorilla/mux 是一個強大的 URL 路由器以及調度分發器。該 mux.Router 中添加了眾多的路由項，每一個路由項由 HTTP 請求方法（PUT、POST、GET 或 DELETE）、URL、Handler 三部分組成。
若 Docker Client 通過 HTTP 的形式訪問 Docker Daemon，創建完 mux.Router 之後，Docker 將 Server 的監聽地址以及 mux.Router 作為參數，創建一個httpSrv=http.Server{}，最終執行 httpSrv.Serve() 為請求服務。
在 Server 服務過程中，Server 在 listener 上接受 Docker Client 的訪問請求，並創建一個全新的 goroutine 來服務該請求。在 goroutine 中，首先讀取請求內容，然後做解析工作，接著找到相應的路由項，隨後調用相應的 Handler 來處理該請求，最後 Handler 處理完請求之後回复該請求。
需要注意的是：Docker Server 的運行在 Docker 的啟動過程中，是靠一個名為 serveapi 的 job 的運行來完成的。原則上，Docker Server 的運行是眾多 job 中的一個，但是為了強調 Docker Server 的重要性以及為後續 job 服務的重要特性，將該 serveapi 的 job 單獨抽離出來分析，理解為 Docker Server。
Engine 是其架構中的運行引擎，同時也 Docker 運行的核心模塊。它扮演 Docker container 存儲倉庫的角色，並且通過執行 job 的方式來操縱管理這些容器。
在 Engine 數據結構的設計與實現過程中，有一個 handler 對象。該 handler 對象存儲的都是關於眾多特定 job 的 handler 處理訪問。舉例說明，Engine 的 handler 對像中有一項為：{"create": daemon.ContainerCreate,}，則說明當 "create" 的 job 在運行時，執行的是 daemon.ContainerCreate 的 handler。
一個 Job 可以認為是其架構中 Engine 內部最基本的工作執行單元。 Docker 可以做的每一項工作，都可以抽象為一個 job。例如：在容器內部運行一個進程，這是一個job；創建一個新的容器，這是一個 job，從 Internet 上下載一個文檔，這是一個 job；包括之前在 Docker Server 部分說過的，創建 Server 服務於 HTTP 的 API，這也是一個 job，等等。
Job 的設計者，把 Job 設計得與 Unix 進程相仿。比如說：Job 有一個名稱，有參數，有環境變量，有標準的輸入輸出，有錯誤處理，有返回狀態等。
Docker Registry 是一個存儲容器鏡像的倉庫。而容器鏡像是在容器被創建時，被加載用來初始化容器的文件架構與目錄。
在 Docker 的運行過程中，Docker Daemon 會與 Docker Registry 通信，並實現搜索鏡像、下載鏡像、上傳鏡像三個功能，這三個功能對應的 job 名稱分別為 search、pull 與 push。
其中，在其架構中，Docker 可以使用公有的 Docker Registry，即大家熟知的 Docker Hub，如此一來，Docker 獲取容器鏡像文件時，必須通過互聯網訪問 Docker Hub；同時 Docker 也允許用戶構建本地私有的 Docker Registry，這樣可以保證容器鏡像的獲取在內網完成。
Graph 在其架構中扮演已下載容器鏡像的保管者，以及已下載容器鏡像之間關係的記錄者。一方面，Graph 存儲著本地具有版本信息的文件系統鏡像，另一方面也通過 GraphDB 記錄著所有文件系統鏡像彼此之間的關係。
其中，GraphDB 是一個構建在 SQLite 之上的小型圖數據庫，實現了節點的命名以及節點之間關聯關係的記錄。它僅僅實現了大多數圖數據庫所擁有的一個小的子集，但是提供了簡單的接口表示節點之間的關係。
同時在 Graph 的本地目錄中，關於每一個的容器鏡像，具體存儲的信息有：該容器鏡像的元數據，容器鏡像的大小信息，以及該容器鏡像所代表的具體 rootfs。
Driver 是其架構中的驅動模塊。通過 Driver 驅動，Docker 可以實現對 Docker 容器執行環境的定制。由於 Docker 運行的生命週期中，並非用戶所有的操作都是針對Docker 容器的管理，另外還有關於 Docker 運行信息的獲取，Graph 的存儲與記錄等。因此，為了將 Docker 容器的管理從 Docker Daemon 內部業務邏輯中區分開來，設計了 Driver 層驅動來接管所有這部分請求。
在 Docker Driver 的實現中，可以分為以下三類驅動：graphdriver、networkdriver 和 execdriver。
主要用於完成容器鏡像的管理，包括存儲與獲取。即當用戶需要下載指定的容器鏡像時，graphdriver 將容器鏡像存儲在本地的指定目錄；同時當用戶需要使用指定的容器鏡像來創建容器的 rootfs 時，graphdriver 從本地鏡像存儲目錄中獲取指定的容器鏡像。
在 graphdriver 的初始化過程之前，有4種文件系統或類文件系統在其內部註冊，它們分別是 aufs、btrfs、vfs 和 devmapper。而 Docker 在初始化之時，通過獲取系統環境變量 ”DOCKER_DRIVER” 來提取所使用 driver 的指定類型。而之後所有的 graph 操作，都使用該 driver 來執行。
的用途是完成 Docker 容器網絡環境的配置，其中包括 Docker 啟動時為 Docker 環境創建網橋；Docker 容器創建時為其創建專屬虛擬網卡設備；以及為 Docker 容器分配 IP、端口並與宿主機做端口映射，設置容器防火牆策略等。
作為 Docker 容器的執行驅動，負責創建容器運行命名空間，負責容器資源使用的統計與限制，負責容器內部進程的真正運行等。在 execdriver 的實現過程中，原先可以使用 LXC 驅動調用 LXC 的接口，來操縱容器的配置以及生命週期，而現在 execdriver 默認使用 native 驅動，不依賴於 LXC。具體體現在 Daemon 啟動過程中加載的 ExecDriverflag 參數，該參數在配置文件已經被設為 native。這可以認為是 Docker 在1.2版本上一個很大的改變，或者說 Docker 實現跨平台的一個先兆。
libcontainer 是其架構中一個使用 Go 語言設計實現的庫，設計初衷是希望該庫可以不依靠任何依賴，直接訪問內核中與容器相關的 API。
正是由於 libcontainer 的存在，Docker 可以直接調用 libcontainer，而最終操縱容器的 namespace、cgroups、apparmor、網絡設備以及防火牆規則等。這一系列操作的完成都不需要依賴 LXC 或者其他包。
另外，libcontainer 提供了一整套標準的接口來滿足上層對容器管理的需求。或者說，libcontainer 屏蔽了 Docker 上層對容器的直接管理。又由於 libcontainer 使用 Go 這種跨平台的語言開發實現，且本身又可以被上層多種不同的編程語言訪問，因此很難說，未來的 Docker 就一定會緊緊地和 Linux 捆綁在一起。而於此同時，Microsoft 在其著名云計算平台 Azure 中，也添加了對 Docker 的支持，可見 Docker 的開放程度與業界的火熱度。
Docker container 是 Docker 架構中服務交付的最終體現形式。
Docker 按照用戶的需求與指令，訂製相應的 Docker 容器：
- 指定容器鏡像，使得 Docker 容器可以自定義 rootfs 等文件系統；
- 指定計算資源的配額，使得 Docker 容器使用指定的計算資源；
- 配置網絡及其安全策略，使得 Docker 容器擁有獨立且安全的網絡環境；
- 指定運行的命令，使得 Docker 容器執行指定的工作。