O controlador do Bluetooth pode se encontrar em dois estados principais, denominados standby e conexão. O estado de standby é o estado padrão de baixo consumo, onde apenas o relógio nativo do dispositivo permanece ativo. Já no estado de conexão, a unidade pode interagir com os demais dispositivos presentes.
Dentro do estado de conexão, existem outros sub-estados, denominados inquiry, inquiry scan, page,page scan, master response, slave response, e inquiry response. O diagrama de estados do controlador Bluetooth é mostrado abaixo, podendo-se observar nele os estados mencionados acima.
Novas conexões são estabelecidas através da realização dos procedimentos de inquiry e de paging. O procedimento de inquiry permite que sejam descobertas quais as unidades que se encontram ao alcance do dispositivo fonte (isto é, que inicia o procedimento).
Este procedimento tem início com a fonte entrando no estado de inquiry, no qual ela difunde pacotes de inquiry (pacotes do tipo ID contendo IAC). Estes pacotes são enviados seguindo uma seqüência de freqüências denominada inquiry hopping sequence.
Para responder a este pacote, o dispositivo destino (isto é, que responde ao procedimento) deve se encontrar no estado de inquiry scan. Ao receber o pacote de inquiry, ele passa para o estado de inquiry response, no qual ele envia um pacote de resposta (pacote do tipo FHS, contendo seu endereço e, eventualmente, seu relógio). Este pacote é enviado utilizando uma seqüência de freqüências denominada inquiry response hopping sequence.
Após este o procedimento, é realizado o procedimento de paging, que resulta no estabelecimento de uma conexão entre o master e o slave. A unidade fonte passa a ser o master da conexão.
No procedimento de paging, o dispositivo fonte envia pacotes de page (pacote do tipo ID com o DAC do destino) para o dispositivo desejado. Uma vez que os relógios da fonte e do destino não estão ainda sincronizados, a fonte transmite o mesmo pacote em várias freqüências distintas, dadas por uma seqüência extraída do endereço do destino.
Para que uma unidade possa responder à mensagem de page, ela deverá se encontrar no estado de page scan, na qual ela escuta o canal esperando por mensagens com o seu DAC. Ao receber o pacote, ela entra no estado de slave response.
O estado de slave response é caracterizado pelo envio de uma mensagem de resposta contendo o DAC desta unidade, utilizando para isso uma seqüência de freqüências denominada page response hopping sequence. Ao receber esta resposta, a fonte entra no estado de page master response, no qual ela envia ao dispositivo de destino um pacote do tipo FHS, utilizando para isso uma seqüência de freqüência denominada page hopping sequence.
Ao receber o pacote de FHS, o dispositivo destino deve enviar um pacote de resposta, definido como um pacote ID com o seu DAC. A partir daí, o dispositivo destino passa a utilizar os parâmetros do canal da fonte, tornando-se seu slave. Paralelamente, ao receber esta resposta, a fonte passa a agir como master do dispositivo recém adicionado à piconet.
Os primeiros pacotes trocados no estado de conexão contém mensagens de controle utilizadas no estabelecimento de links SCO ou ACL. Uma vez estabelecidos, a troca de informações entre os dispositivos pode ser realizada.
Durante o estado de conexão, o master envia pacotes de POLL para verificar sua ligação com os slaves. Caso não ocorra resposta a estes pacotes por um determinado número de slots, então ambos os dispostivos deverão reestabelecer a conexão através do procedimento de paging.
Dentro do estado de conexão, uma unidade pode se encontrar nos modos de operação active, sniff, hold, e park, descritos abaixo: