NB-IoT的小区搜索和LTE的小区搜索是类似的，每个UE都是通过对同步信号的检测，来实现与小区时间和频率上的同步，以此来获取小区的ID。NB-IoT的同步信号包括NPSS和NSSS。
NPSS用于完成时间的频域的同步。与LTE系统不同的是，NPSS中不携带任何小区的ID信息，仅用于简单的获得定时和频偏的粗略估计。NSSS携带小区PCID，范围为0-503，提供504个唯一的小区标志。
NPSS和NSSS信号的序列和LTE系统差异较大，PCID的计算规则也和LTE系统。NB-IoT UE在寻找eNB基站时，会先检测NPSS，因此NPSS的设计为短的ZC(Zadoff-Chu)序列，这降低了初步信号检测和同步的复杂性。当识别出小区ID后，UE可以使用下行小区指定参考信号天线端口的数量。
在独立部署和保护带部署模式下，NPSS和NSSS资源映射示意图。
对于带内部署模式，NPSS和NSSS都通过打孔的方式避免与LTE CRS的碰撞，不使用对应的资源粒子(Resource Element，RE)。
在资源位置上避开了LTE系统的控制区域。NPSS为NB-IoT UE提供时间和频率同步的参考信号。NPSS的周期是10ms，在子帧5上传输;NSSS的周期是20ms，在子帧9上传输。
在NB-IoT天线端口0和1中，除了无效子帧和NPSS或NSSS发送子帧，每个时隙的最后两个OFDM符号中插入参考信号。每个下行的NB-IoT天线端口发送一个窄带参考信号。NB-IoT天线的下行端口数量是1或2。