Prvič, USB je serijski vmesnik. Serijski vmesnik je način prenosa podatkov, pri katerem se biti zaporedno prenašajo drug za drugim. V nasprotju s tem so vzporedni vmesniki način prenosa več bitov hkrati. Razlog, zakaj USB izbere serijski vmesnik, je v tem, da ima serijski prenos nekaj očitnih prednosti.
Prvič, serijski prenos lahko uporablja manj kablov in zatičev. Zaradi zaporednega prenosa vsakega bita lahko serijski prenos zmanjša fizično kompleksnost sistema v primerjavi z velikim številom kablov in zatičev, potrebnih za vzporedni prenos. Zaradi tega je vmesnik USB preprostejši in lažji za uporabo.
Drugič, serijski prenos je bolj primeren za prenos na dolge razdalje. Zaradi omejitve dolžine kabla pri vzporednem prenosu lahko med prenosom na dolge razdalje pride do popačenja signala. Te težave zlahka ne vplivajo na serijski prenos, zato je bolj primeren v scenarijih, kot je USB, kjer je treba povezati različne naprave.
Serijski prenos USB je dosežen s parom diferencialnih signalnih linij. Ti dve liniji se imenujeta D+ oziroma D - in se uporabljata za prenos podatkov med računalniki in zunanjimi napravami. Zasnova te diferencialne signalne linije lahko izboljša sposobnost zaščite pred motnjami in zagotovi zanesljivost prenosa podatkov.
Poleg tega USB uporablja tudi arhitekturo master-slave. Pri povezavah USB računalnik običajno deluje kot gostitelj, zunanje naprave pa kot podrejene naprave. Gostitelj je odgovoren za nadzor prenosa podatkov in napajanja, medtem ko podrejene naprave sledijo navodilom gostitelja za izvajanje ustreznih operacij. Zaradi te arhitekture je USB bolj prilagodljiv in enostaven za upravljanje pri povezovanju več naprav.
Razvoj USB je šel skozi več različic, od najzgodnejšega USB 1.0 do kasnejših USB 2.0, USB 3.0 in nedavno USB 3.1 in USB 3.2. Vsaka nova različica uvaja višje hitrosti prenosa in izboljšane funkcije, vendar še vedno ohranja osnovno načelo serijskega prenosa.
