USB a supplanté divers bus qui équipaient auparavant les ordinateurs : port série RS-232, port parallèle, port PS/2, port joystick (ou port MIDI), port SCSI, et même des bus internes comme PCI pour la connexion de certains dispositifs (par exemple cartes son ou cartes de réception TV).
La gamme des périphériques disponibles pour le bus USB est extrêmement vaste ; on peut cependant relever les applications suivantes :
Le bus USB peut alimenter en énergie les périphériques, dans une certaine limite de courant consommé (500 mA pour une application haute puissance, 100 mA pour une application normale). Ceci est notamment mis à profit pour permettre la recharge d'appareils portables, pour lesquels on voit apparaître des adaptateurs secteur disposant d'une connectique USB limitée à l'alimentation électrique. La connectique USB a donc une certaine diffusion au-delà des périphériques informatiques stricto sensu, en tant que connecteur électrique de faible puissance. Par exemple, un certain nombre de gadgets alimentés sur port USB sont apparus sur le marché, qui ne sont pas des périphériques informatiques : lampes d'appoint, petits ventilateurs… Cependant, cette source de courant peut s'avérer trop juste pour alimenter un disque dur externe, au quel cas on utilise un deuxième port USB pour compléter l'alimentation ou un transformateur branché sur le secteur.
Le bus USB est utilisé en interne dans certains ordinateurs, pour connecter des périphériques internes tels que webcams, récepteurs infrarouges ou lecteurs de cartes mémoire.
La norme USB 2.0 s’est enrichie d’une fonctionnalité appelée On-The-Go (OTG) pour pouvoir effectuer des échanges de données point à point entre deux périphériques sans avoir à passer par un hôte (généralement un ordinateur personnel). Un périphérique OTG peut se connecter à un autre périphérique OTG, à un périphérique non OTG ou à un hôte.
Dans le cas d’une connexion OTG-OTG, c’est la position du connecteur du câble sur la prise mini AB, à chaque extrémité, qui va permettre de déclarer lequel des deux périphériques OTG va être l’hôte. Ensuite, il peut se produire un renversement des rôles suite à une étape de négociation entre les deux systèmes OTG (protocole HNP).
Les applications de cette technologie sont par exemple la connexion directe d’un appareil photo avec une imprimante, la connexion d’un mobile avec un lecteur MP3…