TD-SCDMA物理信道用4层结构：超帧、无线帧、子帧和时隙/码。一个超帧长720ms，由72个无线帧组成，每个无线帧长10ms。TD-SCDMA将每个无线帧分为两个5ms的子帧，每个子帧由长度675us的7个主时隙和3个特殊时隙组成。3个特殊时隙分别是下行导频时隙（DwPTS，75us）、上行导频时隙（UpPTS，125us）和保护时隙（G，75us）构成。
在这7个主时隙中，Ts0总是分配给下行链路，而Ts1总是分配给上行链路，其他时隙可作为上行链路的时隙，也可以作为下行链路的时隙。上行链路的时隙和下行链的时隙之间由一个转换点分开，在TD-SCDMA系统的每个5ms的子帧中，有两个转换点（UL到DL和DL到UL），转换点的位置取决于小区上、下行时隙的配置，这种灵活的配置方案，特别适合不对称业务的传输。
一个突发的持续时间就是一个时隙，主时隙突发结构由两个数据符号域、一个144chips的midamble码、L1控制信息和16chips的保护域组成，总共长864chips。数据区共704码片长，数据域中每个比特用QPSK调制，扩频系数为1至16。midamble码是作为训练序列，供多用户检测（联合检测或干扰抵消）时信道估计使用。
下行导频时隙（DwPTS）由64比特正交码组成，它是无线基站（小区）的导频信号，也是下行同步的信号。而上行导频时隙（UpPTS）由128比特正交码组成，它是用户终端（小区）的导频信号，主要用做上行同步。保护时隙（G）用于保护和区分上、下行时隙，使距离较远的终端能实现上行同步，在TD-SCDMA系统中，此时隙的宽度保证了小区的最大半径可能达到10km以上。

TD-SCDMA系统的帧结构：

超帧： | 无线帧 | 无线帧 |…共72个…| 无线帧 | 720ms

无线帧： | 子帧 | 子帧 | 10ms

子帧： | TS0 | DwPTS | G | UpPTS | TS1 | TS2 | TS3 | TS4 | TS5 | TS6 | 675us

时隙： | 数据符号 | L1 | 训练序列 | L1 | 数据符号 | G | 864Chips