DDR總線的體系結構如下：
其中DQS是源同步時鍾，在接收端使用DQS來讀出相應的數據DQ，上升沿和下降沿都有效。DDR1總線，DQS是單端信號，而DDR2&3, DQS則是差分信號。DQS和DQ都是三態信號，在PCB走線上雙向傳輸。CK是地址/命令時鍾，是單向信號。
DDR總線讀寫時序如下：
讀操作時，DQS信號的邊沿在時序上與DQ的信號邊沿處對齊；寫操作時，DQS信號的邊沿在時序上與DQ信號的中心處對齊。所以在做DDR控制器時，要把DQS時鍾做90度的相移。上圖中，Addr/Cmd Bus意思是地址/命令總線，都是時鍾的上升沿有效，其中命令由：/CS(片選)，/RAS, /CAS,/WE（寫使能）決定，比如：“讀”命令為：LHLH，“寫”命令為：LHLL等。操作命令很多，主要是NOP（空超作），Active（激活）,Write，Read，Precharge (Bank關閉)，Auto Refresh或Self Refresh（自動刷新或自刷新）等（細節請參考：Jedec規范JESD79）。
許多計算機使用時鍾頻率為533MHz的DDR2內存,更先進的DDR2內存正在日益普及，它的時鍾頻率在400 MHz-800 MHz之間，新的DDR3內存的時鍾頻率則可以工作在800MHz-16OOMHz之間。DDR3內存芯片還有另外一個長處：更低的能耗，它的運行電壓是1.5伏，低於DDR2內存芯片的1.8伏和DDR1內存芯片的2.5伏。在使用電池的設備中能夠延長電池續航時間，因為能耗低，產生的熱量也就少，從而對冷卻的要求也就低一些。
DDR 2&3幾個新增特性的含義是：ODT（ On Die Termination）,DDR1 匹配放在主板上，DDR2&3把匹配直接設計到DRAM芯片內部，用來改善信號品質。OCD(Off Chip Driver)是加強上下拉驅動的控制功能，通過減小DQS與/DQS(DQS是數據Strobe，源同步時鍾，數據的1和0由DQS作為時鍾來判斷) Skew(時滯)來增加信號的時序容限（Timing Margin）。Posted CAS是提高總線利用率的一種方法。AL（Additive Latency）技術是相對於外部CAS，內部CAS執行一定的延時。