USB4规范就是在USB 3.2规范的基础上，引入了雷电3协议规范。而雷电3协议就是DP(全名称为DisplayPort)视频协议和PCIe数据协议的结合。
USB4系统结构组成为USB4主机和USB4设备，而USB4设备有USB4集线器和USB4外部设备两种。
USB4系统结构旨在满足多种协议传输的需求，总共可以抽象出7种主要特性，下面逐一介绍这7种主要特性。
USB4系统结构的特性
一、支持高吞吐量互连的信令速率
10 Gbps（适用于第二代，即USB4 Gen 2）和20 Gbps（适用于第三代，即USB4 Gen 3）。
可选支持10.3125 Gbps的雷电3兼容速率（适用于第二代，即USB4 Gen 2）和20.625 Gbps（适用于第3代，即USB4 Gen 3）。40Gbps的速率是USB4 Gen 3x2，即两个通道传输。
二、逐跳，基于信用的流量控制。
逐跳，指的是一跳一跳(Hop-by-Hop)数据包转发机制。下面用USB4主机、USB4集线器和USB4功能设备之间传递数据包来说明这种机制。数据包的传输依靠路由器，路由器分为主机路由器和设备路由器两种。USB4主机的路由器叫作主机路由器，USB4集线器和USB4外部设备的路由器叫作设备路由器。路由器和外部接口之间的数据转换依靠适配器来完成。
在USB4主机中，连接管理器控制主机路由器，将数据包传递给USB4集线器的设备路由器。这个时候，USB4集线器是不知道数据包应该如何处理的。需要告知连接管理器，由连接管理器指定转发的路径。有了这个过程，USB4集线器才会将数据包传递给USB4外部设备。
多个路由器之间传输数据就是重复以上的过程。每两个相邻的路由器之间的传输都需要通过USB4主机的连接管理器来指定，才能传输。一个路由器就是一个跳跃点，多个路由器传输数据包就是从一个跳跃点到另一个跳跃点，这就是一跳一跳的由来。
三、带宽管理和优先级
路由器应启用给定路径的带宽仲裁。每个出口适配器都包含一个可配置的流量管理器，该管理器对通过该适配器的所有路径进行带宽仲裁和优先级划分。流量管理器的配置是路径设置的一部分。
带宽仲裁就是处理USB 3.2，DisplayPort，PCIe这些数据占用的带宽的分配问题。
路径配置空间中的“优先级”字段对于路由器是整个传输过程都有效的。它可用于确定入口适配器中的队列之间，不同入口适配器之间，不同出口适配器之间以及每个出口适配器中的队列之间的优先级。
队列：一种存储数据的结构，类似于排队。只允许在队伍的头部进行删除操作，尾部进行增加操作。
数据输入的适配器称为入口适配器，数据输出的适配器称为出口适配器。
四、一种编程模型
允许连接管理器以对隧道协议及其软件透明的方式初始化和管理USB4域
域指的是由单个连接管理器控制的互连的路由器的组合。隧道协议是将不同的数据(如USB 3.2、DisplayPort和PCIe)封装到一起的一种协议 。
五、一种时间同步协议，用于跨一个或多个USB4域同步实时时钟
时间同步协议提供了一种机制，可以使连接的路由器的实时时钟和绝对时间高度精确地同步。实时时钟被组织到主从同步层次结构中，时钟位于层次结构的顶部，确定整个机制的参考时间。下图是主机路由器和其他路由器之间的传输，”M”为Master，表示主，“S”为Slave，表示从。黑色矩形表示适配器。
六、错误检测，更正和恢复
检查错误和纠正的机制使得数据能够准确传输。
七、链路级电源管理
USB4只支持USB Type-C接口，VBUS和GND分别为电源和接地引脚。USB Type-C插座有CC1和CC2两个管脚，用于USB PD快充协议沟通。USB Type-C插头只有一个CC1和VCONN，只有用于USB PD快充协议沟通，VCONN用于给带标记的线缆供电，读取线缆信息，确认带载电流等。USB PD协议还包含了对USB4数据的配置和选择。
