Trong phương pháp kiểm soát truy nhập phân chia thời gian TDMA (Time Division Multiple Access), mỗi trạm được phân một thời gian truy nhập bus nhất định. Các trạm có thể lần lượt thay nhau gửi thông tin trong khoảng thời gian cho phép – gọi là khe thời gian hay lát thời gian (time slot, time slice ) – theo một tuần tự quy định sẵn. Việc phân chia này được thực hiện trước khi hệ thống đi vào hoạt động (tiền định). Khác với phương pháp chủ/tớ, ở đây có thể có hoặc không có một trạm chủ. Trong trường hợp có một trạm chủ thì vai trò của nó chỉ hạn chế ở mức độ kiểm soát việc tuân thủ đảm bảo giữ đúng lát thời gian của các trạm khác. Mỗi trạm đều có khả năng đảm nhiệm vai trò chủ động trong giao tiếp trực tiếp với các trạm khác.

Về nguyên tắc, TDMA có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau. Có thể phân chia thứ tự truy nhập bus theo vị trí sắp xếp của các trạm trong mạng, theo thứ tự địa chỉ, hoặc theo tính chất của các hoạt động truyền thông. Cũng có thể kết hợp TDMA với phương pháp chủ/tớ nhưng cho phép các trạm tớ giao tiếp trực tiếp. Có hệ thống lại sử dụng một bức điện tổng hợp có cấu trúc giống như sơ đồ phân chia thời gian trên Hình 2.22 để các trạm có thể đọc và ghi dữ liệu vào phần tương ứng.

Cũng như phương pháp chủ/tớ, chính vì tính chất tiền định của cách phân chia thời gian mà phương pháp này thích hợp cho các ứng dụng thời gian thực. Trong một số trường hợp, người ta cũng áp dụng kết hợp hai phương pháp chủ/tớ và TDMA.