Deux mécanismes de règlement des différends sont prévus pour faire appliquer un API:celui impliquant un investisseur et un Etat, pour les différends ayant trait à un cas concret de désaccord entre un investisseur et l'Etat dans lequel il a effectué son investissement et celui impliquant les deux Etats parties, pour les différends concernant l'interprétation ou la mise en œuvre de l'API.
Dans les deux cas, la première étape consiste en un délai de consultation obligatoire allant de six à douze mois, durant lequel les parties s'efforcent de trouver une solution. En règle générale, les différends sont résolus à ce stade, avec ou sans l'appui de l'Etat d'origine de l'investisseur, à l’amiable dans l'intérêt des deux parties. Lorsque les parties ne parviennent pas à trouver un accord, les deux mécanismes prévoient le droit de porter le différend devant un tribunal arbitral international et indépendant. L'introduction dans les API suisses (systématique depuis 1990) du mécanisme de règlement des différends entre un investisseur et un Etat vise à dépolitiser les litiges relatifs à des investissements. C'est la raison pour laquelle le mécanisme d'Etat à Etat est en général applicable uniquement de manière subsidiaire. Dans la pratique internationale, la procédure entre deux Etats occupe un rôle très limité.
