Die SD-Karte ist eine abwärtskompatible Weiterentwicklung der MultiMedia-Karte. Im Jahr 2001 wurde diese von SanDisk auf Basis des älteren MMC Standards entwickelt. Die Protokolle beider sind eng verwandt.
Auch die SD Karte verfügt über einen integrierten Controller. Zusätzlich hat diese einen kleinen Schiebeschalter, mit dem sich der Schreibschutz ein- und ausschalten lässt. Jedoch ist dies kein Schutzmechanismus auf der Karte, sondern wird nur von der jeweiligen Kartenaufnahme erkannt und per Geräte-Software ausgewertet.

Die SD Karte verfügt über zwei weitere Pins, diese sind für die Datenübertragung vorgesehen. Bei einem Takt von 25 MHz und 4 Bit parallel lassen sich theoretisch bis zu 100 MBit/s an Daten übertragen. Die tatsächliche Übertragungsrate hängt jedoch von den Fähigkeiten des Controllers im Endgerät ab.
Die Norm für SD Karten definiert nur eine Kartenkapazität bis maximal 1 GB (SD 1.0) und 2 GB (SD 1.1). Karten mit einer Kapazität über 2 GB, die als SD Karten (nicht SDHC) verkauft werden, entsprechen nicht den Spezifikationen und führen vor allem in älteren Geräten manchmal zu Problemen. Außerdem funktionieren sie in einigen SDHC-Geräten nicht (z. B. in einigen Digital-Kamera-Modellen).

Der Input/Output-Modus der MultiMedia-Karte wurde übernommen und wird in Produktbeschreibungen als SDIO (Secure Digital Input Output) bezeichnet, etwa für Bluetooth Module, WLAN und anderen Devices.
Die SD-Speicherkarte ist zum Unterschied zur MultiMedia-Karte robuster gebaut.

SDHC - SD High Capacity (SD 2.0)

Bei 512 MByte liegt eine Grenze. Es gibt Geräte, die nur SD Karten bis 512 MByte lesen können.
Eine Erweiterung (2006) dieser Norm macht Speicherkapazitäten bis 32 GB unter der Bezeichnung SDHC (SD High Capacity) möglich. Unter diesem Standard kann das FAT32-Dateisystem genutzt werden.
SDHC-Karten funktionieren nur in Geräten, welche die SD-Spezifikation Version 2.0 implementiert haben.
Inzwischen gibt es Karten mit 8 oder sogar 16 GByte. Es empfiehlt sich gerade bei älteren Geräten zu prüfen, ob diese der SD 2.0 Spezifikation entsprechen.
Die SDHC-Spezifikation legt Leistungsklassen fest, die gesicherte Mindestübertragungsraten für die Aufzeichnung von MPEG-Datenströmen festlegen. Die Geschwindigkeitsklassifizierung ist ab einer Speicherkapazität von 2 GByte aufgedruckt. CLASS 2 steht für mindestens 2 MByte/s. CLASS 4 für mindestens 4 MByte/s und CLASS 6 für mindestens 6 MByte/s.

miniSD

Die miniSD Karte ist eine verkleinerte SD Karte, die speziell für Mobilfunktelefone entwickelt wurde. Dieses Speicherkarten-Format ist elektrisch vollständig zu den SD-Karten kompatibel. Sicherheitsfunktionen und Schnittstelle sind identisch. Mit einem Adapter können miniSD-Karten in einem SD-kompatiblen Gerät genutzt werden.

microSD

microSD wurde ursprünglich von SanDisk entwickelt und anfänglich unter der Bezeichnung T-Flash, später TransFlash geführt. Im Juli 2005 hat die SD Card Association (SDA) dieses Speicherkarten-Format unter seine Aufsicht gestellt und wurde in microSD umbenannt.
Auch dieses Speicherkarten-Format ist elektrisch vollständig zu den SD-Karten kompatibel. Daher lässt sich eine microSD Karte mit einem entsprechenden Adapter auch als SD-Karte nutzen.

Allgemeine technische Daten der SD-Karten Serie: