Relai protokol transfer surat sederhana (SMTP) adalah komputer yang terhubung ke Internet dan menjalankan perangkat lunak yang memungkinkannya bertindak sebagai server SMTP dengan tujuan mengarahkan surat elektronik (email) masuk dan keluar ke tujuan tertentu secara online. Server relai SMTP mampu menerima email dari sumber jarak jauh dan mengirimkan email secara internal, jika tujuannya adalah server itu sendiri, atau meneruskan email tersebut ke server SMTP lain sesuai kebutuhan. Selain itu, relai semacam itu dapat dikonfigurasi dengan berbagai cara untuk membantu mencegah email berbahaya atau email sampah diproses. Ada dua jenis utama server relai SMTP, dengan yang pertama adalah relai terbuka yang dengannya komputer mana pun di dunia dapat terhubung dan mengirim email melalui server. Jenis kedua adalah relai yang diautentikasi, di mana sistem apa pun yang terhubung ke relai SMTP harus menyediakan setidaknya satu kombinasi nama pengguna dan kata sandi yang valid, meskipun beberapa nama pengguna dan kata sandi juga mungkin diperlukan untuk setiap operasi.
Ketika pesan email dibuat dan dikirim oleh pengguna, pesan tersebut umumnya dilewatkan melalui server SMTP untuk mencapai penerima. Jika satu server SMTP menghubungi server SMTP lain dan mentransfer email ke server tersebut, maka server SMTP yang menerima email tersebut dikenal sebagai relai SMTP, karena ia sedang menyampaikan email. Relay tidak harus menjadi server target dan dapat bertindak sebagai gateway atau langkah perantara antara server sumber dan server tujuan. Jika relai menjadi server target, pesan email yang diterima dapat diteruskan ke perangkat lunak lokal sehingga dapat diambil oleh program klien sesuai kebutuhan.
Banyak server relai SMTP menggunakan otentikasi untuk memilah lalu lintas email masuk apa yang harus diproses dan pesan apa yang harus ditolak dan dibiarkan untuk diproses oleh server lain. Sering kali, relai SMTP hanya akan melayani pesan masuk atau keluar yang memiliki hubungan dengan domain Internet yang terhubung dengannya. Ini mencegah pengguna anonim atau acak menggunakan server untuk mengirim email yang bisa berbahaya atau tidak diinginkan. Jika tidak diperlukan otentikasi, maka relai SMTP akan memproses semua pesan masuk sebaik mungkin.
Dalam beberapa situasi, server relai SMTP dapat di-host di mesin khusus. Ini memiliki manfaat mengisolasi server dari sisa jaringan yang lebih besar. Hal ini juga memungkinkan satu relai untuk bertindak sebagai filter front-end, menghapus email berbahaya atau menghapus pesan lampirannya sebelum meneruskannya ke relai SMTP lain untuk pemrosesan yang sebenarnya.