SD bellek kartları, flash belleği kullanarak kartın içindeki katı hal çipine veri kaydederek çalışır. Flaş bellek, elektrik yükleri devrelerinde değiştiğinde bilgileri kaydeder. Benzer bir işlem, yeniden yazmak için hafıza bölümlerini siler.
SD, "güvenli dijital" in kısaltmasıdır. SD karttaki veriler dijital biçimde saklanır. Kartın plastik kapağının içindeki katı hal yongası birçok küçük elektrik devresi içerir. Kart kullanımda olmadığı zaman, devreler şarjlarını herhangi bir ek güç olmadan korurlar. Bir kamera veya cep telefonu gibi aktif bir cihaza bir kart yerleştirildiğinde, cihazdan gelen küçük bir elektrik akımı flaş bellek yongasında elektronları hareket ettirir. Çipte depolanan dijital desenler, orada depolanan verilerle ilişkilidir. Devreye biraz daha yüksek voltaj uygulandığında veriler silinir. Bu, yeniden yazmaya izin verir. SD kartlar hafızayı bloklar veya bölümler halinde yazar ve siler. Bu, onları diğer bazı veri depolama türlerinden daha hızlı yapar.
SD kartlar, telif hakkı korumalı içerik depolamak için yasal gereksinimleri karşılar. Şarkılar ve kitaplar gibi telif hakkı korumalı çalışmalar bir medya tanımlayıcı kodu ile yazılmıştır. Bu kod, katı hal belleğinin korumalı bir bölümüne yerleştirilir. Telif hakkı korumalı çalışma, bu medya tanımlayıcı koduna erişmeden kopyalanamaz. Bu, verilerin birden çok kez kopyalanmasını ve izinsiz geniş bir şekilde dağıtılmasını önler.