接口信息
與並行ATA相比，SATA具有比較大的優勢。首先，Serial ATA以連續串列的方式傳送數據，可以在較少的位寬下使用較高的工作頻率來提高數據傳輸的頻寬。Serial ATA一次只會傳送1位數據，這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連線電纜數目變少，效率也會更高。實際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用於連線電纜、連線地線、傳送數據和接收數據，同時這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統複雜性。其次，Serial ATA的起點更高、發展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec，這比目前最塊的並行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高，而目前SATA II的數據傳輸率則已經高達300MB/sec。
規範
Serial ATA規範不僅立足於未來，而且還保留了多種向後兼容方式，在使用上不存在兼容性的問題。在硬體方面，Serial ATA標準中允許使用轉換器提供同並行ATA設備的兼容性，轉換器能把來自主機板的並行ATA信號轉換成Serial ATA硬碟能夠使用的串列信號，目前已經有多種此類轉接卡/轉接頭上市，這在某種程度上保護了我們的原有投資，減小了升級成本；在軟體方面，Serial ATA和並行ATA保持了軟體兼容性，這意味著廠商絲毫也不必為使用Serial ATA而重寫任何驅動程式和作業系統代碼。
接線簡單
另外，Serial ATA接線較傳統的並行ATA(Paralle ATA)接線要簡單得多，而且容易收放，對機箱內的氣流及散熱有明顯改善。而且，SATA硬碟與始終被困在機箱之內的並行ATA不同，擴充性很強，即可以外置，外置式的機櫃(JBOD)不單可提供更好的散熱及插拔功能，而且更可以多重連線來防止單點故障；由於SATA和光纖通道的設計如出一轍，所以傳輸速度可用不同的通道來做保證，這在伺服器和網路存儲上具有重要意義。
而SATA II是在SATA的基礎上發展起來的，其主要特徵是外部傳輸率從SATA的1.5Gbps(150MB/sec)進一步提高到了3Gbps(300MB/sec)，此外還包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令佇列)、連線埠多路器(Port Multiplier)、交錯啟動(Staggered Spin-up)等一系列的技術特徵。單純的外部傳輸率達到3Gbps並不是真正的SATA II。
關鍵技術
SATA II的關鍵技術就是3Gbps的外部傳輸率和NCQ技術。NCQ技術可以對硬碟的指令執行順序進行最佳化，避免像傳統硬碟那樣機械地按照接收指令的先後順序移動磁頭讀寫硬碟的不同位置，與此相反，它會在接收命令後對其進行排序，排序後的磁頭將以高效率的順序進行定址，從而避免磁頭反覆移動帶來的損耗，延長硬碟壽命。另外並非所有的SATA硬碟都可以使用NCQ技術，除了硬碟本身要支持 NCQ之外，也要求主機板晶片組的SATA控制器支持NCQ。此外，NCQ技術不支持FAT檔案系統，只支持NTFS檔案系統。
設備
由於SATA設備市場比較混亂，不少SATA設備提供商在市場宣傳中濫用“SATA II”的現象愈演愈烈，例如某些號稱“SATA II”的硬碟卻僅支持3Gbps而不支持NCQ，而某些只具有1.5Gbps的硬碟卻又支持NCQ，所以，由希捷(Seagate)所主導的SATA-IO(Serial ATA International Organization，SATA國際組織，原SATA工作組)又宣布了SATA 2.5規範，收錄了原先SATA II所具有的大部分功能——從3Gbps和NCQ到交錯啟動(Staggered Spin-up)、熱插拔(Hot Plug)、連線埠多路器(Port Multiplier)以及比較新的eSATA(External SATA，外置式SATA接口)等等。
值得注意的是，部分採用較早的僅支持1.5Gbps的南橋晶片(例如VIA VT8237和NVIDIA nForce2 MCP-R/MCP-Gb)的主機板在使用SATA II硬碟時，可能會出現找不到硬碟或藍屏的情況。不過大部分硬碟廠商都在硬碟上設定了一個速度選擇跳線，以便強制選擇1.5Gbps或3Gbps的工作模式(少數硬碟廠商則是通過相應的工具軟體來設定)，只要把硬碟強制設定為1.5Gbps，SATA II硬碟照樣可以在老主機板上正常使用。
SATA硬碟在設定RAID模式時，一般都需要安裝主機板晶片組廠商所提供的驅動，但也有少數較老的SATA RAID控制器在打了最新補丁的某些集成了SATA RAID驅動的版本的Windows XP系統里不需要載入驅動就可以組建RAID。
優點
SATA相較並行ATA可謂優點多多，將成為並行ATA的廉價替代方案。並且從並行ATA完全過渡到SATA也是大勢所趨，應該只是時間問題。相關廠商也在大力推廣SATA接口，例如Intel的ICH6系列南橋晶片相較於ICH5系列南橋晶片，所支持的SATA接口從2個增加到了4個，而並行ATA接口則從2個減少到了1個；而ICH7系列南橋則進一步支持了4個SATA II接口；下一代的ICH8系列南橋則將支持6個SATA II接口並將完全拋棄並行ATA接口；其它主機板晶片組廠商也已經開始支持SATA II接口；目前SATA II接口的硬碟也逐漸成為了主流；其它採用SATA接口的設備例如SATA光碟機也已經出現。
性能影響
值得注意的是，無論是SATA還是SATA II，其實對硬碟性能的影響都不大。因為目前硬碟性能的瓶頸集中在由硬碟內部機械機構和硬碟存儲技術、磁碟轉速所決定的硬碟內部數據傳輸率上面，就算是目前最頂級的15000轉SCSI硬碟其內部數據傳輸率也不過才80MB/sec左右，更何況普通的7200轉桌面級硬碟了。除非硬碟的數據記錄技術產生革命性的變化，例如垂直記錄技術等等，目前硬碟的內部數據傳輸率也難以得到飛躍性的提高。說得不好聽的話，目前的硬碟採用ATA 100都已經完全夠用了，之所以採用更先進的接口技術，是可以獲得更高的突發傳輸率、支持更多的特性、更加方便易用以及更具有發展潛力罷了。
