USB 3.0 to nowa wersja USB 2.0, która zwiększa prędkość transmisji z maksymalnie 480 Mb/s (megabitów na sekundę) w USB 2.0 do 5 Gb/s, znacznie poprawiając użyteczność w zastosowaniach, które przesyłają i odbierają duże ilości danych, takich jak szybkie urządzenia pamięci masowej wykorzystujące pamięć flash.

Maksymalna odległość transmisji została skrócona z 5m do 3m, a wydajność zasilania magistrali USB została zwiększona z 500mA do 900mA. Wyeliminowanie kontroli pollingu i wprowadzenie nowego trybu czuwania pozwoliło na zmniejszenie zużycia energii przez podłączone urządzenia.

Liczba pinów w złączu została zwiększona z czterech do dziewięciu, ale nowo dodane piny są rozmieszczone tak, aby zapewnić kompatybilność z istniejącymi urządzeniami i kablami USB. Standardowe specyfikacje kabli również uległy znacznym zmianom.

Standardowe specyfikacje kabli również zostały znacząco zmienione, z dodaniem dwóch par (cztery przewody) kabla STP (ekranowana skrętka) w uzupełnieniu do konwencjonalnej jednej pary (dwa przewody) kabla UTP (nieekranowana skrętka). Dzięki zastosowaniu różnych kabli do wysyłania i odbierania danych, możliwa jest komunikacja full-duplex, co znacznie zwiększa szybkość transferu.

Specyfikacja kontrolera hosta kompatybilnego z USB 3.0 nosi nazwę xHCI (Extensible Host Controller Interface) i jest szeroko stosowana w komputerach PC, smartfonach i cyfrowych urządzeniach domowych.

USB 3.1

Standard ten, będący poprawioną wersją USB 3.0, został sformułowany w 2013 roku. Dla urządzeń kompatybilnych z USB 3.1, istniejący tryb transferu USB 3.0 nazywany jest "Gen 1", a tryb transferu 10Gbps nazywany jest "Gen 2".

Chociaż nie jest to część USB 3.1, mniej więcej w tym samym czasie opracowano nowy kształt złącza "USB Type-C" i nową metodę dostarczania zasilania "USB Power Delivery" (USB PD), aby zapewnić większą moc do 100 W w obu kierunkach.

USB 3.2

Zmieniona wersja USB 3.1, ten standard został opracowany w 2017 roku i dodaje metodę komunikacji, która łączy dwie ścieżki transmisji trybu Gen 2 (lanes) do transmisji z prędkością do 20Gbps.

Podobnie jak w przypadku USB 3.1, tryb transmisji 5 Gb/s w USB 3.0 określany jest jako Gen 1, a tryb transmisji 10 Gb/s w USB 3.1 określany jest jako Gen 2. Przy podłączaniu urządzeń zgodnych z USB 3.2 przez złącze USB Type-C można jednocześnie korzystać z dwóch ścieżek transmisji Gen 1 lub Gen 2, przy czym Podczas podłączania urządzeń zgodnych ze standardem USB 3.2 za pomocą złącza USB Type-C można jednocześnie korzystać z dwóch linii transmisyjnych Gen 1 lub Gen 2, co pozwala na uzyskanie prędkości 10 Gb/s w przypadku Gen 1 x 2 i 20 Gb/s w przypadku Gen 2 x 2.