NAT444とは，IPv4グローバル・アドレスを節約するための手法である。そもそもNAT（network address translation）とは，異なる体系のアドレス同士をひも付けたNATテーブルをネットワーク機器に持たせ，パケットが機器を通り抜ける際にアドレスを変換する機能のこと。身近なところでは，ブロードバンド・ルーターに搭載されている。プロバイダから割り当てられたIPv4グローバル・アドレスをIPv4プライベート・アドレスに変換して，ルーター配下の端末に配る形が一般的だ。
このような従来のNATとは異なり，NAT444ではIPv4グローバル・アドレスを持つIPv4インターネット，IPv4プライベート・アドレスを持つLANとの間に，ISP（Internet services provider）シェアド・アドレスという特別なIPv4アドレスを持つネットワークを設ける（ただし必ずしもISPシェアド・アドレスである必要はなく，任意のIPアドレスでよい）。「444」とは，この3種類のアドレスを割り当てたネットワーク空間を指す（図）。NAT444では，これらのアドレス空間の境界でNATを実行することで，IPv4グローバル・アドレスを節約する。具体的には，エンドユーザー宅内のCPE（customer premises equipment）と，プロバイダ網内のLSN（ラージスケールNAT）の2カ所でNATを実行する。このことから，「2段NAT」や「Double NAT」とも呼ばれる。
NAT444の最大のメリットはCPEに手を加えなくて済むこと。このほか昔から使われている“枯れた”NATの応用なので，LSN向けに新規開発する機能が，IPv4グローバル・アドレスを節約する他の手法に比べて少なくて済むという。
一方で，NAT444を導入すると「一部のアプリケーションの動作に問題が出る」との見方がある。その原因として主に想定されるのは，（1）1ユーザー当たりのセッション数の不足，（2）NAT越えがうまくいかない──の二つである。（1）は一つのIPv4グローバル・アドレスを複数のユーザーで分け合うために起こる問題。NAT444だけでなくLSN一般に当てはまる。（2）は，NAT444がIPパケットのヘッダーを2回書き換えるために起こる。SIPのようにIPアドレスやポート番号をパケットのデータ部分に埋め込むアプリケーションはうまく動かない可能性がある。また，UPnP対応が非常に難しい。ただし，これらはLSNやアプリケーションの実装によって回避できる可能性もあり，プロバイダやベンダーが研究している。
