在24mm×32mm×2.1mm的体积中，SD卡结合了SanDisk闪存卡控制与MLC(多级单元)技术和东芝的NAND技术0.16u和0.13u，并通过9针接口与专用驱动程序连接，因此无需额外的电源来保持存储在其上的信息。而且是一体化固体介质，没有任何运动部件，不用担心机械运动的损伤。
SD卡的数据传输和物理规范都是从MMC发展而来，大小和MMC差不多，尺寸为32 mm x 24 mm x 2.1 mm..长度和宽度与MMC相同，但厚度增加了0.7毫米，以适应更大的存储单元。SD卡和MMC卡保持向上兼容，即新的SD设备可以访问MMC，兼容性取决于应用软件，但SD卡不能被MMC设备访问。(SD卡的外形采用了与MMC厚度相同的轨道设计，这样SD设备就可以适用于MMC。)
SD接口不仅保留了MMC的7脚，还在两侧增加了2脚作为数据线。采用NAND闪存，与SmartMedia的基本一致，平均数据传输速率可达2MB/s..
SD卡的结构可以保证数字文件传输的安全性，同时也易于重新格式化，因此应用范围非常广泛，音乐、电影、新闻等多媒体文件都可以方便地保存在SD卡中。所以很多数码相机都开始支持SD卡了。
目前市场上有很多品牌的SD卡，如SANDISK、Kingmax、松下、金士顿等。