Prvo, USB je serijsko sučelje. Serijsko sučelje je metoda prijenosa podataka u kojoj se bitovi sekvencijalno prenose jedan za drugim. Nasuprot tome, paralelna sučelja su način istovremenog prijenosa više bitova. Razlog zašto USB odabire serijsko sučelje je taj što serijski prijenos ima neke očite prednosti.
Prvo, serijski prijenos može koristiti manje kabela i pinova. Zbog sekvencijalnog prijenosa svakog bita, serijski prijenos može smanjiti fizičku složenost sustava u usporedbi s velikim brojem kabela i pinova potrebnih za paralelni prijenos. To čini USB sučelje jednostavnijim i lakšim za implementaciju.
Drugo, serijski prijenos je prikladniji za prijenos na velike udaljenosti. Zbog ograničenja duljine kabela u paralelnom prijenosu, može doći do izobličenja signala tijekom prijenosa na velike udaljenosti. Ovi problemi ne utječu lako na serijski prijenos, pa je prikladniji u scenarijima kao što je USB gdje je potrebno povezati različite uređaje.
Serijski prijenos USB-a postiže se kroz par diferencijalnih signalnih linija. Ove dvije linije nazivaju se D+ odnosno D - i koriste se za prijenos podataka između računala i vanjskih uređaja. Dizajn ove linije diferencijalnog signala može poboljšati sposobnost zaštite od smetnji i osigurati pouzdanost prijenosa podataka.
Osim toga, USB također prihvaća master-slave arhitekturu. U USB vezama računalo obično djeluje kao domaćin, dok vanjski uređaji djeluju kao podređeni uređaji. Domaćin je odgovoran za kontrolu prijenosa podataka i napajanja, dok podređeni uređaji slijede upute glavnog računala za izvođenje odgovarajućih operacija. Ova arhitektura čini USB fleksibilnijim i lakšim za upravljanje pri povezivanju više uređaja.
Razvoj USB-a prošao je kroz više inačica, od najranijeg USB 1.0 do kasnijeg USB 2.0, USB 3.0, au novije vrijeme USB 3.1 i USB 3.2. Svaka nova verzija uvodi veće brzine prijenosa i poboljšane značajke, ali i dalje zadržava osnovno načelo serijskog prijenosa.
