En primer lloc, USB és una interfície sèrie. Una interfície sèrie és un mètode de transmissió de dades en què els bits es transmeten seqüencialment un darrere l'altre. En canvi, les interfícies paral·leles són una manera de transmetre diversos bits simultàniament. La raó per la qual USB tria una interfície sèrie és perquè la transmissió en sèrie té alguns avantatges evidents.
En primer lloc, la transmissió en sèrie pot utilitzar menys cables i pins. A causa de la transmissió seqüencial de cada bit, la transmissió en sèrie pot reduir la complexitat física del sistema en comparació amb el gran nombre de cables i pins necessaris per a la transmissió en paral·lel. Això fa que la interfície USB sigui més senzilla i fàcil d'implementar.
En segon lloc, la transmissió en sèrie és més adequada per a la transmissió a llarga distància. A causa de la limitació de la longitud del cable en la transmissió paral·lela, es pot produir una distorsió del senyal durant la transmissió a llarga distància. La transmissió en sèrie no es veu afectada fàcilment per aquests problemes, per la qual cosa és més adequat en escenaris com USB on cal connectar diferents dispositius.
La transmissió en sèrie d'USB s'aconsegueix mitjançant un parell de línies de senyal diferencial. Aquestes dues línies s'anomenen D+ i D -, respectivament, i s'utilitzen per transferir dades entre ordinadors i dispositius externs. El disseny d'aquesta línia de senyal diferencial pot millorar la capacitat anti-interferència i garantir la fiabilitat de la transmissió de dades.
A més, USB també adopta una arquitectura mestre-esclau. A les connexions USB, l'ordinador normalment actua com a host, mentre que els dispositius externs actuen com a dispositius esclaus. L'amfitrió s'encarrega de controlar la transmissió de dades i l'alimentació, mentre que els dispositius esclaus segueixen les instruccions de l'amfitrió per realitzar les operacions corresponents. Aquesta arquitectura fa que l'USB sigui més flexible i fàcil de gestionar quan es connecten diversos dispositius.
El desenvolupament de l'USB ha passat per diverses versions, des del primer USB 1.0 fins a posterior USB 2.0, USB 3.0 i, més recentment, USB 3.1 i USB 3.2. Cada nova versió introdueix taxes de transmissió més altes i funcions millorades, però encara mantenen el principi bàsic de la transmissió en sèrie.
