Sistem kabel dinamis menghubungkan chipset SATA ke motherboard dan hard disk. Pengguna dapat menyambungkan hard disk 2,5 inci (sekitar 63,5 mm) dan 3,5 inci (sekitar 88,9 mm) menggunakan kabel yang sama. Setiap drive SATA harus terhubung ke catu daya dan kabel transmisi data. Panjang kabel SATA bervariasi, tetapi bisa sepanjang 3,3 kaki (sekitar 1 m). Faktor bentuk kecil dan pengurangan massa kabel membuat chipset SATA ideal untuk laptop dan komputer desktop kecil.
Kabel SATA memiliki koneksi langsung ke perangkat penyimpanan, sering disebut sebagai infrastruktur point-to-point. Kabel transmisi data berisi tujuh pin dan takik kode; empat pin berfungsi sebagai konektor data, dan tiga lainnya adalah pin ground. Transfer data dikodekan menggunakan algoritme logis yang disebut "enkode 8b/10b", yang menggabungkan sinyal jam dengan aliran data seimbang DC.
Pengkabelan SATA berupaya mencegah kebisingan, yang merupakan salah satu masalah paling umum saat mentransfer data melalui kabel listrik berkecepatan tinggi. Tidak seperti chipset lama, SATA memanfaatkan keunggulan pensinyalan diferensial untuk mengurangi distorsi selama transfer. Ini terbukti merupakan peningkatan dari koneksi PATA lama, yang menggunakan pensinyalan ujung tunggal.
Chipset SATA menggantikan chipset paralel ATA (PATA) yang biasa digunakan pada komputer lama. SATA memberikan banyak keuntungan dibandingkan PATA, termasuk kemampuan hot swapping, pengurangan biaya produksi, kecepatan transfer yang lebih cepat, dan kabel yang lebih sedikit. Kabel SATA hanya membutuhkan dua konduktor, sedangkan chipset PATA membutuhkan 16. Selain itu, kabel SATA berisi tujuh kabel, bukan 80 yang digunakan dalam sistem PATA.
Chipset SATA juga memungkinkan pengguna memanfaatkan manfaat hot-swapping dan native command query (NCQ) melalui Advanced Host Controller Interface (AHCI). Motherboard dan sistem operasi harus mendukung AHCI agar berfungsi dengan baik. Sistem operasi dan komputer lama tidak mendukung AHCI, memaksa chipset SATA untuk beroperasi di lingkungan emulasi ATA. Chipset SATA tidak kompatibel dengan perangkat keras PATA lama. Karena banyak sistem PATA yang masih beroperasi saat ini, tersedia berbagai adaptor PATA ke SATA untuk memfasilitasi proses transfer data.
Chipset SATA memerlukan konektor catu daya 15-pin berbentuk wafer, yang jauh lebih lebar dari catu daya ATA sebelumnya. Faktor bentuk lebar mengurangi kemungkinan memasukkan kabel secara tidak sengaja ke "tempat" yang salah pada motherboard. Pin tambahan diperlukan karena konektor mendukung 3,3 volt selain standar 5 volt dan 12 volt standar. Pin lain pada konektor berfungsi sebagai hotplug dan "spinup terhuyung-huyung".
Sejak masuk ke pasar komputer, ada tiga revisi pada chipset SATA. Revisi 1.0 menawarkan kecepatan transfer tanpa kode hingga 1,5 gigabit per detik (GBps), dengan kecepatan aktual rata-rata 143 megabita per detik (MBps). Chipset SATA Revisi 2 memiliki kecepatan transfer asli 3,0 GBps, dengan kecepatan aktual rata-rata 284 MBps.
Revisi terbaru untuk standar SATA meningkatkan throughput maksimum menjadi 6 GBps bila digunakan dengan solid state drive (SSD). Revisi ketiga mengoptimalkan chipset SATA untuk streaming multimedia dan video melalui peningkatan “Kualitas Layanan”. Revisi ketiga membutuhkan daya tambahan untuk mendukung kecepatan transfer yang lebih tinggi dan kompatibel dengan revisi SATA sebelumnya.