Thẻ nhớ SD hoạt động bằng cách ghi dữ liệu vào chip trạng thái rắn bên trong thẻ bằng bộ nhớ flash. Bộ nhớ flash ghi lại thông tin khi điện tích thay đổi trong mạch của nó. Quá trình tương tự sẽ xóa một phần bộ nhớ để viết lại.
SD là từ viết tắt của "kỹ thuật số an toàn". Dữ liệu trên thẻ SD được lưu trữ ở định dạng kỹ thuật số. Con chip thể rắn bên trong lớp vỏ nhựa của thẻ chứa nhiều mạch điện cực nhỏ. Khi thẻ không được sử dụng, các mạch sẽ giữ lại các khoản phí của chúng mà không cần thêm bất kỳ nguồn điện nào. Khi thẻ được đặt vào một thiết bị đã được kích hoạt, chẳng hạn như máy ảnh hoặc điện thoại di động, một dòng điện nhỏ từ thiết bị sẽ di chuyển các electron trong chip bộ nhớ flash. Các mẫu kỹ thuật số được lưu trữ trên chip tương quan với dữ liệu được lưu trữ ở đó. Dữ liệu bị xóa khi áp dụng điện áp cao hơn một chút vào mạch. Điều này cho phép viết lại. Thẻ SD ghi và xóa bộ nhớ trong các khối hoặc phần. Điều này làm cho chúng nhanh hơn so với một số loại lưu trữ dữ liệu khác.
Thẻ SD đáp ứng các yêu cầu pháp lý để lưu trữ nội dung có bảo vệ bản quyền. Các tác phẩm được bảo vệ bản quyền, chẳng hạn như bài hát và sách, được viết bằng mã nhận dạng phương tiện. Mã đó được đặt trên một phần được bảo vệ của bộ nhớ trạng thái rắn. Không thể sao chép tác phẩm được bảo vệ bản quyền nếu không có quyền truy cập vào mã nhận dạng phương tiện đó. Điều này giúp dữ liệu không bị sao chép nhiều lần và lưu hành rộng rãi mà không được phép.
