Thẻ nhớ flash bao gồm một số lượng lớn các ô riêng lẻ, mỗi ô chứa một tập hợp các bóng bán dẫn. Trong các trường hợp bình thường, dòng điện chạy giữa các bóng bán dẫn và đi vào một ống thoát. Khi một điện tích được áp dụng cho một trong các bóng bán dẫn, dòng điện sẽ bị chặn. Lượng dòng điện đi qua tế bào chuyển nó từ một sang 0 một cách hiệu quả, cho phép lưu trữ dữ liệu nhị phân.
Trạng thái của từng ô riêng lẻ của bộ nhớ flash được duy trì khi nguồn điện bị ngắt, cho phép các thiết bị này lưu trữ dữ liệu giống như cách ổ cứng lưu trữ thông tin. Tuy nhiên, mỗi ô chỉ có thể được "lật" một số lần trước khi hết, vì vậy thẻ nhớ flash có tuổi thọ hữu hạn. Tính năng sửa lỗi tích hợp của hệ thống sẽ tắt các ô mất khả năng lưu trữ dữ liệu, làm giảm không gian lưu trữ khả dụng trên thiết bị một cách hiệu quả. Các bộ điều khiển này cũng cố gắng cân bằng độ mòn trên thiết bị bằng cách ghi vào các ô ít được sử dụng hơn, tránh mất bộ nhớ không đồng đều.
Có nhiều loại lưu trữ bộ nhớ flash, bao gồm thẻ SmartMedia, thẻ CompactFlash, ổ USB flash và thậm chí cả ổ cứng thể rắn bắt chước hiệu quả hoạt động của ổ cứng từ tính truyền thống.
