PCI-E(PCI-Express的所写)是最新的总线和接口标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔提出的，很明显英特尔的意思是它代表着下一代I/O接口标准。交由PCI-SIG（PCI特殊兴趣组织）认证发布后才改名为“PCI-Express”。这个新标准将全面取代现行的PCI和AGP，最终实现总线标准的统一。它的主要优势就是数据传输速率高，目前最高可达到10GB/s以上，而且还有相当大的发展潜力。PCI Express也有多种规格，从PCI Express 1X到PCI Express 16X，能满足现在和将来一定时间内出现的低速设备和高速设备的需求。能支持PCI Express的主要是英特尔的i915和i925系列芯片组。当然要实现全面取代PCI和AGP也需要一个相当长的过程，就象当初PCI取代ISA一样，都会有个过渡的过程。

PCI-E采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。
PCI-E的接口根据总线位宽不同而有所差异，包括X1、X4、X8以及X16，而X2模式将用于内部接口而非插槽模式。PCI-E规格从1条通道连接到32条通道连接，有非常强的伸缩性，以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求。此外，较短的PCI-E卡可以插入较长的PCI-E插槽中使用，PCI-E接口还能够支持热拔插，这也是个不小的飞跃。PCI-E X1的250MB/秒传输速度已经可以满足主流声效芯片、网卡芯片和存储设备对数据传输带宽的需求，但是远远无法满足图形芯片对数据传输带宽的需求。 因此，用于取代AGP接口的PCI-E接口位宽为X16，能够提供5GB/s的带宽，即便有编码上的损耗但仍能够提供约为4GB/s左右的实际带宽，远远超过AGP 8X的2.1GB/s的带宽。
尽管PCI-E技术规格允许实现X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道规格，但是依目前形式来看，PCI-E X1和PCI-E X16已成为PCI-E主流规格，同时很多芯片组厂商在南桥芯片当中添加对PCI-E X1的支持，在北桥芯片当中添加对PCI-E X16的支持。除去提供极高数据传输带宽之外，PCI-E因为采用串行数据包方式传递数据，所以PCI-E接口每个针脚可以获得比传统I/O标准更多的带宽，这样就可以降低PCI-E设备生产成本和体积。另外，PCI-E也支持高阶电源管理，支持热插拔，支持数据同步传输，为优先传输数据进行带宽优化。

每一个PCI Express插槽拥有专用的连至
PC内存的带宽，而不同于PCI的共享带宽
PCI Express的引入是用来克服以前PCI总线的限制。PCI总线是Intel十年前开发和发布的，工作在33MHz和32位环境下，理论带宽峰值是每秒132MB。它使用共享总线拓扑结构——总线带宽在多个设备间共享——从而实现总线上不同设备间的通信。随着设备的发展，新的占用大量带宽的设备开始吞噬同一共享总线上的其他设备的带宽。例如，1G网卡可独占95%的PCI总线带宽。
为了提供这些新型设备所要求的带宽，PC行业协会和外设厂商一起开发了PCI Express并且于2004年开始在标准的台式计算机上提供。大部分来自顶级供应商的台式机器已经至少包含了一个PCI Express插槽。相对于PCI，PCI Express最引人注目的进步是它点到点的拓扑结构。用于PCI的共享总线被一个共享开关所代替，这个开关使得每一个设备拥有对总线的直接访问权。并且不同于PCI将带宽分给总线上的所有设备的是，PCI Express提供给每一个设备它自己专用的数据流水线。数据通过被称为信道的发送和接受信号对来以包的形式串行传输，每个信道具有单方向250M字节/秒的速度。多个信道可以组合在一起形成x1 (“单一的”)、 x2、 x4、x8、x12、x16、和x32的信道带宽从而提高插槽的带宽。
诸如数据采集和波形发生器之类的应用需要足够的带宽来保证数据能以足够快的速度传输至内存而不丢失或重写。相对于传统的总线，PCI Express极大地提高了数据带宽，减少了对板载内存的需求并且实现了更快的数据流传输。初始的信号频率，即技术标准规定的2.5G位/秒，是32位、33MHz 的PCI可用带宽的30倍（一个x16的插槽），并且这一信号频率预期将随着芯片技术的进步增加至10G位/秒——这是铜线信号的极限。并且由于PCI Express的可扩展信道拓扑结构，数据采集厂商可以实现具有符合设备所需要信道数的PCI Express插槽。