Karty pamięci flash składają się z dużej liczby pojedynczych komórek, z których każda zawiera zestaw tranzystorów. W normalnych warunkach prąd płynie pomiędzy tranzystorami i do drenażu. Po nałożeniu ładunku na jeden z tranzystorów, przepływ prądu zostaje zablokowany. Ilość prądu przechodzącego przez komórkę skutecznie odwraca ją od jednego do zera, umożliwiając przechowywanie danych binarnych.
Stan każdej pojedynczej komórki pamięci flash jest utrzymywany po odłączeniu zasilania, umożliwiając tym urządzeniom przechowywanie danych w taki sam sposób, w jaki dysk twardy przechowuje informacje. Jednak każda komórka może zostać "przewrócona" określoną liczbę razy zanim się zużyje, więc karty pamięci flash mają skończoną żywotność. Wbudowana korekcja błędów systemu powoduje wyłączenie komórek, które tracą możliwość przechowywania danych, skutecznie zmniejszając dostępną przestrzeń dyskową w urządzeniu. Sterowniki te próbują również niwelować zużycie urządzenia, pisząc do komórek, które były rzadziej używane, zapobiegając nierównomiernej utracie pamięci.
Istnieje wiele rodzajów pamięci flash, w tym karty SmartMedia, karty CompactFlash, dyski flash USB, a nawet dyski półprzewodnikowe, które skutecznie naśladują wydajność tradycyjnego magnetycznego dysku twardego.
