串行ATA也称作Serial ATA 1.0 作为增强型IDE或并行ATA(如ATA-100)接口的替代规范是在2001年发布的。串行ATA控制器可以做成PCI卡或整合到南桥I/O控制芯片里。串行ATA支持所有兼容ATA 或ATAPI的设备，包括硬盘、磁带机、CD、DVD及其他光学驱动器。
串行ATA在7针接口上以1500MHz的时钟频率传输速率可以达到150MB/s或1.5Gb/s。即将发布的规范定义了300MB/s(3000MHz时钟)以及600MB/s(6000MHz时钟)的传输速率。
串行ATA在软件上100%兼容现有的ATA协议，当前的操作系统不需要做改动或添加新的驱动程序就可以快速应用串行ATA。
串行ATA用最大长度是一米的电缆连接机箱内部的驱动器。这种电缆要比EIDE电缆窄，所以其更小更灵活。较小的电缆使得机箱内部通风更好，便于拆卸，同时也更美观。
为了提升性能和可靠性，串行ATA用点到点连接取代了ATA和SCSI并行界面那种近似共享式的连接。每个串行ATA控制器端口仅能连接一个设备；也就是说通过该端口的控制器仅能同指定的设备通信。因为总线没有共享，每个设备可以在任何时刻与系统直接通信。其结果是整个接口的有效带宽给了一个设备。这种连接方式在建立时没有象共享总线拓扑那样的仲裁延迟。在典型的ATA系统中增加一块硬盘后整个系统的吞吐量的增加会小于这块硬盘的吞吐量。而在串行ATA系统中每块加入的硬盘都能提供其最大吞吐量。点到点连接提供的另一个好处就是配置更加简化，令系统设置工作简单快速而且成本低廉。
为保证数据传输的可靠性串行ATA提供了循环冗余校验(CRC)进行错误检测。