Multicastové smerovanie má za úlohu dopraviť správy medzi všetkými členmi danej multicastovej skupiny. Multicastová skupina je identifikovaná špeciálnou IP adresou, ktorá nie je pridelená žiadnej stanici. V protokole IPv4 sme hovorili o triedach IPv4 adries. IPv4 adresy triedy D sú práve IPv4 adresy multicastových skupín. V protokole IPv6 je multicastové adresovanie možné aj v rámci siete či autonómneho systému (IPv6 nemá podporu pre broadcastové správy).
Pred tým ako sa pustíme do multicastového smerovania, musíme spomenúť protokol IGMP: Internet group management protocol (RFC 3376). Tento protokol slúži iba na komunikáciu medzi stanicou a jej predvolenou bránou. Má za úlohu umožniť stanici prihlásiť sa k nejakej multicastovej skupine. Protokol IGMP umožňuje bráne informovať všetky lokálne siete o ponúkaných multicastových skupinách, ku ktorým sa v prípade záujmu môžu stanice pripojiť. Tieto skupiny sa brána dozvie buď od multicastového smerovacieho protokolu, alebo jednoducho preto, že aj iná stanica v niektorej z jej sietí je členom danej multicastovej skupiny.
Stanica si môže vybrať z ponúkaných skupín, alebo požiadať o členstvo v nejakej z týchto skupín tiež cez protokol IGMP. Stanica môže tiež požiadať o členstvo aj v inej multicastovej skupine, ktorá nebola ponúkaná (používateľ si ju mohol nájsť napríklad cez nejakú webovú stránku). Ak stanica požiada o členstvo v skupine, je už na bráne, aby pomocou multicastového smerovacieho protokolu zabezpečila, že bude prijímať správy pre túto multicastovú skupinu, aby ich mohla posielať tejto stanici.
IGMP vyžaduje, aby brána raz za čas informovala o možnosti byť členom multicastovej skupiny aj stanici, ktorá už je členom. Ak táto stanica neodpovie opätovnou požiadavkou o členstvo v skupine, je z tejto skupiny automaticky vylúčená.
Multicastový smerovací protokol musí zabezpečiť, aby každý člen multicastovej skupiny dostával spoločné správy. Prístupy na spôsob distribúcie týchto správ sme už spomínali pri broadcastovom smerovaní: RPF (tu nazývaný „source based tree“ teda strom založený na zdroji) a spanning tree (tu nazývaný „group-shared tree“ teda zdieľaný strom skupiny). Prvý prístup je používaný v protokole DVMRP = distance-vector multicast routing protocol(RFC 1075) a v protokole PIM-DM = protocol independent multicast routing protocol – dense mode (RFC 3973). Druhý prístup sa používa v protokole PIM-SM = PIM – sparse mode (RFC 4601,RFC 3569,RFC 4607).
Pri RPF prístupe je ťažké určiť, do ktorého spojenia treba skopírovať multicastovú správu, aby tieto správy neboli zbytočne rozosielané uzlom, ktoré nechcú a nemusia byť súčasťou multicastového rozosielacieho stromu. Vykoná sa teda to, že sa broadcastovým spôsobom rozpošle informácia o možnosti prijímania správ danej multicastovej skupiny. Koncové routre, ktoré nemajú pripojených žiadnych členov danej multicastovej skupiny, pošlú orezávaciu správu, že o dané dáta nemajú záujem. V prípade vnútorného routra, ktorý rozosielal informáciu o skupine ďalším susedom, môže odoslať orezávaciu správu, iba ak od všetkých týchto susedov prídu orezávacie správy. Orezávacie správy sa posielajú vždy tým routrom, ktoré danému routru poslali správu o možnosti pripojenia k multicastovej skupine. Ak router orezávaciu správu nepošle, po čase začne dostávať správy tejto multicastovej skupiny, ktoré musí ďalej posielať všetkým neorezaným routrom a prihláseným staniciam v niektorej zo svojich lokálnych sietí.
Ak sa používa prístup založený na spanning tree, všetci účastníci sa pripájajú k stromu rozosielania cez unicastovú pripájaciu správu na centrálny uzol. Žiadne orezávanie sa robiť nemusí, lebo routre, ktoré nie sú súčasťou spanning tree žiadne informácie o tejto skupine nedostávajú (nevedia, že existuje). Špeciálnym prípadom kedy sa spanning tree vyplatí je, ak je v skupine vždy len jeden zdroj vysielania. V tom prípade je odosielateľ automaticky zvolený za centrálny uzol a správy putujú po optimálnych cestách.
Multicast má podporu aj pre celý internet cez protokol MSDP = Multicast source discovery protocol (RFC 3618, RFC 4611). Opäť ide o hierarchický typ smerovania, ktoré funguje ako multicastový variant BGP protokolu.