USB 2.0 e USB 3.0 si differenziano in termini di velocità di trasferimento, capacità di gestione dell'alimentazione e struttura. USB 3.0 offre velocità di trasferimento maggiori, massima potenza del bus e migliore gestione della potenza.
La più grande differenza tra USB 2.0 e 3.0 è la velocità con cui ognuno può comunicare con il controller host del computer. USB 2.0 offre una velocità di trasferimento di 480 Mbps. USB 3.0 offre una velocità di trasferimento di 4,8 Gbps, che è 10 volte più veloce di 2,0, rivoluzionando così il trasferimento dei dati tra i dispositivi e il computer. In alcuni casi, questa velocità di trasferimento dipende dal dispositivo in uso e dal tipo di bus, porta e cavo.
In termini di struttura, il connettore USB 2.0 ha quattro fili, mentre USB 3.0 ha un bus fisico aggiuntivo che raddoppia i fili a otto. Mentre un connettore USB 3.0 è retrocompatibile con una porta USB 2.0, la connessione funziona solo a velocità 2.0.
In termini di utilizzo e requisiti di alimentazione, USB 2.0 fornisce fino a 500 mA, mentre USB 3.0 fornisce fino a 900 mA e facilita l'alimentazione da bus di dispositivi assetati di energia. I dispositivi USB 3.0 offrono maggiore potenza ai dispositivi e risparmiano energia quando il dispositivo è inattivo e durante la ricarica. I dispositivi si disconnettono completamente dall'alimentazione quando non sono in uso.