O DHCP, dependendo da implementação, pode oferecer três tipos de alocação de endereços IP:
Atribuição manual - Onde existe uma tabela de associação entre o Endereço MAC do cliente (que será comparado através do pacote broadcast recebido) e o endereço IP (e dados restantes) a fornecer. Esta associação é feita manualmente pelo administrador de rede; por conseguinte, apenas os clientes cujo MAC consta nesta lista poderão receber configurações desse servidor;
Atribuição automática - Onde o cliente obtém um endereço de um espaço de endereços possíveis, especificado pelo administrador. Geralmente não existe vínculo entre os vários MAC habilitados a esse espaço de endereços;
Atribuição dinâmica - O único método que dispõe a reutilização dinâmica dos endereços. O administrador disponibiliza um espaço de endereços possíveis, e cada cliente terá o software TCP/IP da sua interface de rede configurados para requisitar um endereço por DHCP assim que a máquina for ligada na rede. A alocação utiliza um mecanismo de aluguel do endereço, caracterizado por um tempo de vida. Após a máquina se desligar, o tempo de vida naturalmente irá expirar, e da próxima vez que o cliente se conectar, o endereço provavelmente será outro.
Algumas implementações do software servidor de DHCP permitem ainda a atualização dinâmica dos servidores de DNS para que cada cliente disponha também de um DNS. Este mecanismo utiliza o protocolo de atualização do DNS especificado no RFC 2136.