Os cartões de memória Flash consistem em um grande número de células individuais, cada uma contendo um conjunto de transistores. Em circunstâncias normais, a corrente flui entre os transistores e em um dreno. Quando uma carga é aplicada a um dos transistores, o fluxo de corrente é bloqueado. A quantidade de corrente que passa pela célula efetivamente muda de um para zero, permitindo o armazenamento de dados binários.
O estado de cada célula individual da memória flash é mantido quando a energia é removida, permitindo que esses dispositivos armazenem dados da mesma forma que um disco rígido armazena informações. No entanto, cada célula só pode ser "invertida" um determinado número de vezes antes de se desgastar, portanto, os cartões de memória flash têm uma vida útil finita. A correção de erros embutida no sistema desliga as células que perdem a capacidade de armazenar dados, reduzindo efetivamente o espaço de armazenamento disponível no dispositivo. Esses controladores também tentam nivelar o desgaste do dispositivo gravando em células que foram usadas com menos frequência, evitando uma perda desigual de armazenamento.
Existem vários tipos de armazenamento de memória flash, incluindo cartões SmartMedia, cartões CompactFlash, unidades flash USB e até unidades de estado sólido que imitam efetivamente o desempenho de um disco rígido magnético tradicional.