Utvecklingen av PCIe är ett led i datorindustrins övergång från parallella överföringstekniker till seriella, precis som övergången frånIDE tillSATA var. I ett parallellt medium, som de äldre AGP- och PCI-bussarna, behöver alla bitar komma fram vid samma tidpunkt och i samma ordning. Detta ställer krav på att alla kablar har samma längd i bussen, vilket kan vara svårt förmoderkortstillverkare att leva upp till. PCIe har inte dessa krav eftersom det är ett seriellt medium.
PCIe använder sig av banor som kan både skicka och ta emotdata på samma gång (fullduplex).[1] De äldre teknikerna kunde antingen bara skriva eller bara läsa vid ett givet tillfälle (halv duplex).[1]