Les débits de données plus élevés sont rendus possibles grâce à une technique de transmission similaire à PCI-Express ou Serial ATA, qui nécessite en plus de la paire de fils de données existante (D+/D-) dans le câble, deux paires de fils supplémentaires, ainsi qu'une connexion de masse supplémentaire. Comme cinq contacts supplémentaires sont donc nécessaires dans les connecteurs, de nouveaux connecteurs et câbles sont introduits avec l'USB 3.0. Ces nouveaux connecteurs de type A sont rétrocompatibles avec les anciens. Les appareils USB existants peuvent toujours être utilisés avec l'USB 3.0, et les nouveaux appareils 3.0 peuvent également fonctionner sur d'anciens hôtes 2.0 ou 1.0/1.1. Les connecteurs B, Mini-B, Micro-B et Mini-A constituent une exception. Bien que les anciens connecteurs puissent être utilisés dans les nouveaux ports, il n'est pas possible d'utiliser de nouveaux connecteurs dans les anciens ports. Des adaptateurs seraient alors nécessaires.