Для того чтобы программировать устройства, необходимо четко представлять себе аппаратно-программную модель взаимодействия устройств USB и системы. Как мы видим, взаимодействие устройства USB и компьютера можно представить в виде иерархической модели, на самом нижнем уровне которой располагается физический уровень (т. е. физическая среда передачи информации, например, кабельные соединения и концентраторы).

Все остальные уровни, начиная с хост-контроллера, реализованы в самой компьютерной системе, причем взаимодействие с USB-устройством может осуществляться на различных уровнях этой модели, не обязательно на самом верхнем. Подобная функциональная схема описывает программную архитектуру USB-шины для любой операционной системы.

В конкретных операционных системах (Windows, Linux и т. д.) реализации такой программной архитектуры, естественно, будут несколько отличаться от общей модели. Далее мы будем рассматривать функционирование USB-устройств применительно к операционным системам, совместимых с Windows 2000/XP/2003/Vista.