For det første er USB en seriel grænseflade. Et seriel interface er en datatransmissionsmetode, hvor bits sekventielt transmitteres efter hinanden. I modsætning hertil er parallelle grænseflader en måde at transmittere flere bit på samtidigt. Grunden til at USB vælger en seriel grænseflade er fordi seriel transmission har nogle åbenlyse fordele.
For det første kan seriel transmission bruge færre kabler og ben. På grund af den sekventielle transmission af hver bit kan seriel transmission reducere den fysiske kompleksitet i systemet sammenlignet med det store antal kabler og ben, der kræves til parallel transmission. Dette gør USB-grænsefladen enklere og nemmere at implementere.
For det andet er seriel transmission mere velegnet til langdistancetransmission. På grund af begrænsningen af kabellængde ved parallel transmission, kan signalforvrængning forekomme under langdistancetransmission. Seriel transmission påvirkes ikke let af disse problemer, så den er mere velegnet i scenarier som USB, hvor forskellige enheder skal tilsluttes.
Den serielle transmission af USB opnås gennem et par differentielle signallinjer. Disse to linjer kaldes henholdsvis D+ og D - og bruges til at overføre data mellem computere og eksterne enheder. Designet af denne differentielle signallinje kan forbedre anti-interferens evne og sikre pålideligheden af datatransmission.
Derudover vedtager USB også en master-slave-arkitektur. I USB-forbindelser fungerer computeren normalt som vært, mens eksterne enheder fungerer som slaveenheder. Værten er ansvarlig for at kontrollere datatransmission og strømforsyning, mens slaveenhederne følger værtens instruktioner for at udføre tilsvarende operationer. Denne arkitektur gør USB mere fleksibel og nem at administrere, når flere enheder tilsluttes.
Udviklingen af USB er gået gennem flere versioner, fra den tidligste USB 1.0 til senere USB 2.0, USB 3.0 og for nylig USB 3.1 og USB 3.2. Hver ny version introducerer højere transmissionshastigheder og forbedrede funktioner, men de opretholder stadig det grundlæggende princip for seriel transmission.
