每個USB只有一個主機(jī)，它包括以下幾層：

1.總線接口

USB總線接口處理電氣層與協(xié)議層的互連。從互連的角度來看，相似的總線接口由設(shè)備及主機(jī)同時給出，例如串行接口機(jī)（SIE）。USB總線接口由主控制器實現(xiàn)。

USB系統(tǒng)用主控制器管理主機(jī)與USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。它與主控制器間的接口依賴于主控制器的硬件定義。同時，USB系統(tǒng)也負(fù)責(zé)管理USB資源，例如帶寬和總線能量，這使客戶訪問USB成為可能。USB系統(tǒng)還有三個基本組件：

主控制器驅(qū)動程序（HCD）這可把不同主控制器設(shè)備映射到USB系統(tǒng)中。HCD與USB之間的接口叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控制器的操作系統(tǒng)定義，通用主控制器驅(qū)動器（UHCD）處于軟結(jié)構(gòu)的最底層，由它來管理和控制主控制器。UHCD實現(xiàn)了與USB主控制器通信和控制USB主控制器，并且它對系統(tǒng)軟件的其他部分是隱蔽的。系統(tǒng)軟件中的最高層通過UHCD的軟件接口與主控制器通信。

USB驅(qū)動程序（USBD）它在UHCD驅(qū)動器之上，它提供驅(qū)動器級的接口，滿足現(xiàn)有設(shè)備驅(qū)動器設(shè)計的要求。USBD以I/O請求包（IRPs）的形式提供數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)，它由通過特定管道（Pipe）傳輸數(shù)據(jù)的需求組成。此外，USBD使客戶端出現(xiàn)設(shè)備的一個抽象，以便于抽象和管理。作為抽象的一部分，USBD擁有缺省的管道。通過它可以訪問所有的USB設(shè)備以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的USB控制。該缺省管道描述了一條USBD和USB設(shè)備間通信的邏輯通道。

2.主機(jī)軟件

在某些操作系統(tǒng)中，沒有提供USB系統(tǒng)軟件。這些軟件本來是用于向設(shè)備驅(qū)動程序提供配置信息和裝載結(jié)構(gòu)的。在這些操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動程序?qū)?yīng)用提供的接口而不是直接訪問USBDI（USB驅(qū)動程序接口）結(jié)構(gòu)。

3.USB客戶軟件

它是位于軟件結(jié)構(gòu)的最高層，負(fù)責(zé)處理特定USB設(shè)備驅(qū)動器。客戶程序?qū)用枋鏊兄苯幼饔糜谠O(shè)備的軟件入口。當(dāng)設(shè)備被系統(tǒng)檢測到后，這些客戶程序?qū)⒅苯幼饔糜谕鈬布?。這個共享的特性將USB系統(tǒng)軟件置于客戶和它的設(shè)備之間，這就要根據(jù)USBD在客戶端形成的設(shè)備映像由客戶程序?qū)λM(jìn)行處理。

硬件結(jié)構(gòu)

USB采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游（Downstream）設(shè)備提供電源，對于任何已經(jīng)成功連接且相互識別的外設(shè)，將以雙方設(shè)備均能夠支持的最高速率傳輸數(shù)據(jù)。USB總線會根據(jù)外設(shè)情況在所兼容的傳輸模式中自動地由高速向低速動態(tài)轉(zhuǎn)換且匹配鎖定在合適的速率。USB是基于令牌的總線。類似于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)或FDDI基于令牌的總線。USB主控制器廣播令牌，總線上設(shè)備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過接收或發(fā)送數(shù)據(jù)給主機(jī)來響應(yīng)。USB通過支持懸掛/恢復(fù)操作來管理USB總線電源。USB系統(tǒng)采用級聯(lián)星型拓?fù)?，該拓?fù)溆扇齻€基本部分組成：主機(jī)（Host），集線器（Hub）和功能設(shè)備。

主機(jī)，也稱為根，根結(jié)或根Hub，它做在主板上或作為適配卡安裝在計算機(jī)上，主機(jī)包含有主控制器和根集線器（Root Hub），控制著USB總線上的數(shù)據(jù)和控制信息的流動，每個USB系統(tǒng)只能有一個根集線器，它連接在主控制器上，一臺計算機(jī)可能有多個根集線器。

集線器是USB結(jié)構(gòu)中的特定成分，它提供叫做端口（Port）的點將設(shè)備連接到USB總線上，同時檢測連接在總線上的設(shè)備，并為這些設(shè)備提供電源管理，負(fù)責(zé)總線的故障檢測和恢復(fù)。集線可為總線提供能源，亦可為自身提供能源（從外部得到電源）。

功能設(shè)備通過端口與總線連接。USB同時可做Hub使用。