A PCI Express (PCIe) a még 1993-ban bemutatott, ma már igencsak korosodónak számító univerzális PCI (Peripheral Component Interconnect) csatoló, valamint a kizárólag grafikus kártyák fogadására alkalmas AGP együttes leváltására született 2003-ban. Alapvető különbség a PCI és a PCIe között, hogy míg a PCI a fizikai adatátvitelt párhuzamos kapcsolaton keresztül oldotta meg, addig a PCI Express soros sínt alkalmaz. Ebből fakadóan a PCI esetében az eszközök egyetlen sínen osztoztak, míg a PCIe esetében a point-to-point topológiát követve egy kapcsoló osztja ki az egyes sávokat (lane) a jelenlévő eszközök számának és tulajdonságaiknak megfelelően. A vezérlés és az eszközök közötti kapcsolatokat egyszerűen csak link-nek nevezik. Egy ilyen kapcsolat duál szimplex, azaz az adó és a vevő két egyirányú csatornán keresztül forgalmaz, miközben a teljes link egy, vagy akár több (maximum 16) sávból állhat.
Az első, 1.0-ás PCI Express egyetlen sávon 250 MB/s maximális átviteli sebességet képes elérni, ami 16 sávon már 4000 MB/s. A 2.0 (és 2.1) erre ráduplázott, amivel 1 sáv 500, míg 16 már 8000 MB/s-os elméleti sebességre lett képes. A PCI Express ma már a 3.0-ás verziónál jár, ami szintén megkétszerezte az előd sebességét, így jelenleg egyetlen sávon 1000 MB/s, 16-on pedig akár 16 000 MB/s is elérhető. Ezen óriási sávszélesség kiaknázásához természetesen megfelelő eszközök is szükségesek, melyek jelen állás szerint egyelőre csak korlátozottan érhetőek el. Az egyes PCI Express szabványok megalkotásánál a kompatibilitásra is nagy hangsúlyt fektettek, aminek áldásos eredménye szerint ugyanúgy, gond nélkül működhet akár a legrégebbi (például 1.0-s) eszköz is a legújabb 3.0-s vezérlővel, mint ahogy bármely 3.0-s eszköz is probléma mentesen üzemelhet egy 1.0-s aljzatban. Természetesen ez esetben az adott kapcsolat maximálisan elérhető sebessége a régebbi szabványú eszköz képességei szerint korlátozódik.
A PCI Express kapcsolatot alkalmazó bővítőkártyák jellegüktől és felépítésüktől függően, jelenleg négyféle fizikai kialakítású csatolóval rendelkezhetnek. A legkisebb csupán egyetlen sávot vezet az adott kártyához, így ennek megfelelően csak az "x1" jelölést kapta. A következő lépcső már négy sávot vonultat fel (x4), amit a nyolcsávos variáns követ (x8). A piramis csúcsán a tizenhat sávot biztosító, "x16" elnevezésű slot trónol, melyet elsősorban grafikus kártyáknál alkalmaznak. Kulcsfontosságú, hogy az utóbb említett, fizikailag is leghosszabb x16 aljzatba gyakorlatilag az összes kártya beilleszthető, ahogy a sorban őt követő kisebb x8 jelölésűbe bepattinthatjuk még az x4 és az x1 csatolóval felszerelt eszközöket is.
A PCI Express vezérlőknek manapság egyre inkább otthont adnak a CPU-k, ahol a memóriavezérlővel karöltve már ez az egység is integrálásra kerül. Emellett az alaplapi chipkészlet is tartalmaz(hat) egy bizonyos mennyiségű sávot, de ennek konfigurációja felett az alaplapok gyártói rendelkeznek. Az AMD és az Intel rendszerint már a processzor, valamint a chipset közötti kommunikációt is egyszerű PCIe sávokra bízza (UMI, DMI).
A PCI Express technológia minden bizonnyal még sokáig velünk marad, hisz teljesítménye relatíve könnyen és jól skálázható, miközben a különféle energiatakarékossági funkciók terén is jól áll. Ezen felül a kompatibilitás is biztosított, ami szintén fontos az élettartam szempontjából.
