USB 2.0 e USB 3.0 diferem em termos de velocidade de transferência, capacidade de gerenciamento de energia e estrutura. O USB 3.0 oferece maiores taxas de transferência, potência máxima de barramento e melhor gerenciamento de energia.
A maior diferença entre USB 2.0 e 3.0 é a velocidade com que cada um pode se comunicar com o controlador host do computador. O USB 2.0 oferece uma taxa de transferência de 480 Mbps. O USB 3.0 oferece uma taxa de transferência de 4,8 Gbps, que é 10 vezes mais rápida do que 2,0, revolucionando a transferência de dados entre dispositivos e o computador. Em alguns casos, essa velocidade de transferência depende do dispositivo em uso, bem como do barramento, porta e tipo de cabo.
Em termos de estrutura, o conector USB 2.0 tem quatro fios, enquanto o USB 3.0 tem um barramento físico extra que dobra os fios para oito. Embora um conector USB 3.0 seja compatível com versões anteriores de uma porta USB 2.0, a conexão só funciona em velocidades 2.0.
Em termos de uso e requisitos de energia, o USB 2.0 fornece até 500mA, enquanto o USB 3.0 fornece até 900mA e facilita a alimentação de barramento de dispositivos com grande consumo de energia. Dispositivos USB 3.0 fornecem mais energia aos gadgets e conservam energia quando o dispositivo está ocioso e durante o carregamento. Os dispositivos se desconectam completamente da energia quando não estão em uso.