Serial ATA to szeregowa magistrala komunikacyjna między komputerem i nośnikiem - na przykład może być nim dysk twardy. SATA jest następcą ATA i używa do transmisji danych mniejsze 7-pinowe złącze. Maksymalna przepustowość SATA to przesył 150 MB/s.

Dzięki szeregowemu standardowi mamy wzrost przesyłu w porównaniu z ATA 100 o 50%. Nowszy standard podaje dane szeregowo, jako jeden sygnał cieńszym złączem szybciej, a nie równolegle jak ATA - 40 sygnałów naraz. Napięcie zasilania to nie 5V, a zaledwie 250mV. Do przesyłu służą dwie linie - nadawcza i odbiorcza. Dzięki odwróceniu w fazie wszelkie interferencje elektromagnetyczne występujące w ATA, niwelują się same w SATA. Bardzo niewygodna, gruba taśma została zastąpiona 7 żyłowym przewodem o długości nawet 1m, co ułatwia podłączenie i nie zakłuca wentylowania wnętrza obudowy. Zaletą tej technologii jest też możliwość podłaczenia w trakcie pracy komputera w myśl idei HotPlug.

SATA 2 (SATA II) jest magistralą, która umożliwia  transfer danych z dwukrotnie większą prędkością niż SATA - czyli około 300 MB/s. Przepustowość ta niewiele zmienia dla pojedynczej domowej maszyny, lecz w przypadku rozbudowanych macierzy serwerów, sprawdza sie doskonale.Nowe rozwiązanie wprowadza trzy dodatkowe usprawnienia kontrolerów dysków twardych.

Kolejkowanie zadań (Native Command Queuing) ma zwiększyć efektywność dysku poprzez takie ustawienie poleceń zapisu i odczytu na nośniku, aby głowica wykonywała jak najmniejszą ilość skoków. Wydajność w tym przypadku wzrasta o około 10%.

Powielacz portów (Port Multiplier) pozwala na podłączeniejednego złacza SATA do wielu urządzeń. Maksymalnie do jednego portu można podłaczyć szesnaście dysków SATA. Pojedynczy dysk nie wykorzysta całej przepustowości, ale dzieki powielaczomcztery dyski połaczone równolegle mogą wykorzystać ją całkowicie.

Selektor portów (Port Selector) pozwala na podłączenie dwóch różnych portów w celu utworzenia nadmiarowej ścieżki do jednego urządzenia. W prosty sposób można udostępnić pamięć masową więcej niż jednemu serwerowi, zastępując stosowane obecnie łącza Ethernet.

Trwają też prace nad SATA 3, który to interfejs ma umożliwić przesył danych z predkością 600 MB/s.