USB 2.0 và USB 3.0 khác nhau về tốc độ truyền, khả năng quản lý nguồn và cấu trúc. USB 3.0 giúp tăng tốc độ truyền tải, công suất bus tối đa và quản lý điện năng tốt hơn.
Sự khác biệt lớn nhất giữa USB 2.0 và 3.0 là tốc độ mà mỗi loại có thể giao tiếp với bộ điều khiển máy chủ của máy tính. USB 2.0 cung cấp tốc độ truyền 480 Mbps. USB 3.0 cung cấp tốc độ truyền 4,8 Gbps, nhanh hơn 10 lần so với 2.0, do đó cách mạng hóa việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị và máy tính. Trong một số trường hợp, tốc độ truyền này phụ thuộc vào thiết bị đang sử dụng cũng như bus, cổng và loại cáp.
Về cấu trúc, đầu nối USB 2.0 có bốn dây, trong khi USB 3.0 có thêm một bus vật lý giúp tăng gấp đôi số dây lên tám dây. Mặc dù đầu nối USB 3.0 tương thích ngược với cổng USB 2.0 nhưng kết nối chỉ hoạt động ở tốc độ 2.0.
Về yêu cầu và mức sử dụng điện năng, USB 2.0 cung cấp lên đến 500mA, trong khi USB 3.0 cung cấp lên đến 900mA và tạo điều kiện cấp nguồn cho bus của các thiết bị ngốn điện. Thiết bị USB 3.0 cung cấp nhiều năng lượng hơn cho các thiết bị và tiết kiệm năng lượng khi thiết bị không hoạt động và trong khi sạc. Các thiết bị ngắt kết nối khỏi nguồn điện hoàn toàn khi không sử dụng.
