Tường lửa ứng dụng là loại tường lửa tìm kiếm, giám sát và kiểm soát truy cập mạng, web và hệ thống cục bộ cũng như các hoạt động đến và từ một ứng dụng hoặc dịch vụ. Loại tường lửa này làm cho việc kiểm soát và xử lý hoạt động của ứng dụng hoặc dịch vụ nằm ngoài môi trường IT trở nên khả thi.
Tường lửa ứng dụng bảo vệ giao tiếp ứng dụng theo cách tương tự như tường lửa mạng bảo vệ giao tiếp mạng. Vì chúng am hiểu các ngôn ngữ ứng dụng dùng để truyền dữ liệu, chúng có thể từ chối hoặc thay đổi hoạt động không hợp lệ hoặc đáng ngờ, bảo vệ tổ chức khỏi tấn công.
Tường lửa ứng dụng thường được dùng như một sự cải tiến cho chương trình tường lửa tiêu chuẩn bằng cách cung cấp dịch vụ tường lửa lên đến lớp ứng dụng. Nhiều dịch vụ do tường lửa ứng dụng thực hiện bao gồm: kiểm soát thực thi ứng dụng, xử lý dữ liệu, chặn mã độc được thực thi, v.v.
Tường lửa Proxy thực hiện kiểm tra gói tin sâu (deep packet inspection) và có trạng thái (stateful) để đánh giá ngữ cảnh và nội dung gói tin dựa trên tập quy tắc do người dùng định nghĩa. Dựa trên kết quả, họ cho phép hoặc loại bỏ gói tin. Chúng bảo vệ danh tính và vị trí tài nguyên nhạy cảm bằng cách ngăn chặn kết nối trực tiếp giữa hệ thống nội bộ và mạng bên ngoài.
Cổng ứng dụng (Application gateway) là chương trình ứng dụng chạy trên hệ thống tường lửa giữa hai mạng. Nó được gọi là proxy ứng dụng hoặc tường lửa cấp ứng dụng. Khi chương trình client tạo kết nối đến dịch vụ đích, nó kết nối đến cổng ứng dụng, hoặc proxy. Client sau đó thương lượng với proxy server để giao tiếp với dịch vụ đích.
Proxy tạo kết nối với đích bên sau tường lửa và hành động thay mặt client, ẩn và bảo vệ các máy tính riêng lẻ trên mạng sau tường lửa. Điều này tạo ra hai kết nối: một giữa client và proxy server, một giữa proxy server và đích.
Khi đã kết nối, proxy thực hiện tất cả quyết định chuyển tiếp gói tin. Vì mọi giao tiếp đều đi qua proxy server, máy tính sau tường lửa được bảo vệ. Mặc dù đây được coi là phương pháp bảo vệ tường lửa rất an toàn, cổng ứng dụng đòi hỏi bộ nhớ và tài nguyên bộ xử lý lớn so với công nghệ tường lửa khác, bao gồm kiểm tra trạng thái.
WAF (Web Application Firewall) giúp bảo vệ ứng dụng web bằng cách lọc và giám sát lưu lượng HTTP giữa ứng dụng web và Internet. Nó thường bảo vệ ứng dụng web khỏi tấn công bao gồm: cross-site forgery, cross-site-scripting (XSS), file inclusion, SQL injection, v.v.
WAF là bảo vệ lớp giao thức 7 (trong mô hình OSI), và không được thiết kế để bảo vệ chống lại mọi loại tấn công. Phương pháp giảm thiểu tấn công này thường là một phần của bộ công cụ tạo ra phòng thủ toàn diện chống lại nhiều vector tấn công.