ปลายด้านหนึ่งของการเชื่อมต่อ PCIe คืออุปกรณ์โฮสต์ ซึ่งโดยทั่วไปคือ CPU หรือชิปเซ็ตบนเมนบอร์ด อีกด้านหนึ่งคืออุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น การ์ดจอ, SSD หรือการ์ดเครือข่าย เป็นต้น

PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) เป็นมาตรฐานบัสส่วนขยายคอมพิวเตอร์แบบอนุกรมความเร็วสูงที่ใช้เชื่อมต่อเมนบอร์ดและอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ อุปกรณ์เพียงหนึ่งเดียวเท่านั้นที่สามารถเชื่อมต่อกับปลายแต่ละด้านของลิงก์ PCIe ได้ และอุปกรณ์ทั้งสองนี้จะทำหน้าที่เป็นตัวส่งและตัวรับข้อมูลซึ่งกันและกัน ต่อไปนี้คือคำอธิบายโดยละเอียดของ PCIe:

1. โครงสร้างแบบลำดับชั้น: โครงสร้างแบบลำดับชั้นที่ใช้โดยบัส PCIe นั้นคล้ายคลึงกับสแต็กโปรโตคอลเครือข่ายและประกอบด้วยหลายเลเยอร์ เมื่อปลายทางส่งข้อมูล ข้อมูลจะผ่านเลเยอร์เหล่านี้ และปลายทางที่รับก็ใช้เลเยอร์เหล่านี้เมื่อรับข้อมูลเช่นกัน การออกแบบนี้ทำให้การส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้
2. วิธีการส่งข้อมูลแบบ End-to-End: ในเส้นทางข้อมูล (Lane) ของลิงก์ทางกายภาพ ประกอบด้วยชุดสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลสองชุด นั่นคือรวมทั้งหมด 4 เส้นสัญญาณ อุปกรณ์แต่ละตัวมีลอจิกการส่ง (TX) และลอจิกการรับ (RX) เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลสามารถส่งจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งได้อย่างปลอดภัย
3. การเชื่อมต่อแบบ Point-to-Point: แตกต่างจากบัส PCI รุ่นก่อน PCIe ใช้การเชื่อมต่อแบบ Point-to-Point ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์แต่ละตัวสื่อสารโดยตรงกับเมนบอร์ดโดยไม่ต้องผ่านอุปกรณ์อื่น ซึ่งสามารถลดความหน่วงในกระบวนการส่งข้อมูลและเพิ่มการใช้แบนด์วิดท์

โดยทั่วไป อินเทอร์เฟซ PCIe ด้วยลักษณะการส่งข้อมูลความเร็วสูงและมีประสิทธิภาพ ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ช่วยให้อุปกรณ์ต่อพ่วงประเภทต่างๆ สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับคอมพิวเตอร์ด้วยความเร็วสูงมาก ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวม