Las partes típicas de una memoria USB son las siguientes:

• Un conector USB macho tipo A: une la interfaz física con el ordenador.
• Controlador USB de almacenamiento masivo: implementa el controlador USB y provee de los mecanismos de acceso, grabado y borrado de la información en el circuito de memoria NAND. Este controlador posee un pequeño microprocesador RISC y un pequeño número de circuitos de memoria RAM y ROM.
• Circuito de memoria Flash NAND: es la parte encargada de almacenar los datos.
• Oscilador de cristal: Produce la señal de reloj principal del dispositivo a 12 MHz y controla la salida de datos a través de un bucle de fase cerrado (phase-locked loop).

Un dispositivo típico puede incluir también:

• Puentes y Puntos de prueba: utilizados en pruebas durante la fabricación de la unidad o para la carga de código dentro del procesador.
• LEDs: indican la transferencia de datos entre el dispositivo y el ordenador.
• Interruptor para protección de escritura: utilizado para proteger los datos de operaciones de escritura o borrado.
• Espacio Libre: se dispone de un espacio para incluir un segundo circuito de memoria. Esto le permite a los fabricantes utilizar el mismo circuito impreso para dispositivos de distintos tamaños y responder así a las necesidades del mercado.
• Tapa del conector USB: Reduce el riesgo de daños y mejora la apariencia del dispositivo. Algunas unidades no presentan una tapa pero disponen de una conexión USB retráctil. Otros dispositivos poseen una tapa giratoria que no se separa nunca del dispositivo y evita el riesgo de perderla.
• Ayuda para el transporte: En muchos casos, la tapa contiene una abertura adecuada para una cadena o collar, sin embargo este diseño aumenta el riesgo de perder el dispositivo. Por esta razón muchos otros tiene dicha abertura en el cuerpo del dispositivo y no en la tapa, la desventaja de este diseño está en que la cadena o collar queda unida al dispositivo mientras está conectado. Muchos diseños traen la abertura en ambos lugares.