Pentru a putea fi utilizate, dispozitivele care utilizează SATA trebuie să fie conectate la placa de bază. Aceasta este probabil cea mai vizibilă diferență dintre SATA și PATA. Unitățile SATA au doi conectori diferiți, o conexiune este pentru transmiterea datelor, iar cealaltă conexiune este pentru transmiterea energiei. În unele cazuri, ambele au fost combinate într-un singur cablu, pentru a conecta unități externe. Totuși, în mod normal, se folosesc doi conectori diferiți. Unii conectori pot fi blocați în poziție.
Conector de alimentare
Conector standard
PATA a specificat că alimentarea este transmisă cu ajutorul unui conector Molex cu 4 pini. În cazul SATA, acest conector. Conectorul Molex cu 4 pini a fost utilizat și pentru alimentarea unităților de dischetă. SATA a schimbat acest conector. Cu SATA, conectorul de alimentare și conectorul de date arată similar, dar conectorul de alimentare este mai lat decât cel de date. Conectorul de alimentare standard are 15 pini. Este utilizat pentru unitățile standard de 3,5 inch și 2,5 inch.
Slimline și micro conector
Factorii de formă mai mici pot folosi, de asemenea, un conector de alimentare mai mic, care are șase pini și o crestătură de codificare. Pentru unitățile mai mici, există un conector cu 8 pini. O crestătură de codificare asigură faptul că conectorul de alimentare nu poate fi conectat la fișa care transferă datele.
· 
Un conector de alimentare SATA slimline cu șase pini
· 
Partea din spate a unei unități optice slimline bazate pe SATA
· 
Un hard disk micro SATA de 1,8 inchi (46 mm) cu pini de date și de alimentare numerotați pe conector.
Conector de date
Ca și în cazul conectorului de alimentare, există diferite versiuni ale conectorului de date, pentru diferite aplicații. Conectorul standard are 7 pini și este utilizat pentru unitățile de 3,5" și 2,5". Cele mai frecvente alte forme de conectare sunt mSATA și M.2 (sau NGFF).
· 
O unitate solidă M.2 (2242) conectată la adaptorul USB 3.0 și conectată la computer.
· 
O unitate solid-state Serial ATA de 2,5 inchi
· 
· 
Conector standard utilizat pentru unitățile de 3,5" și 2,5".
· 
Un SSD mSATA deasupra unei unități SATA de 2,5 inchi
· 
Comparația dimensiunilor SSD-urilor mSATA (stânga) și M.2 (dimensiunea 2242, dreapta)
eSATA și eSATAp
eSATA este o versiune a SATA care este utilizată pentru conectarea unităților externe. Prizele sale sunt mai robuste, iar cablurile sunt mai rezistente. Pe această piață, SATA concurează cu alte standarde, cum ar fi USB sau Firewire. Multe unități externe sunt unități SATA standard într-o carcasă externă. Pentru a putea comunica prin USB sau Firewire, este nevoie de o placă electronică suplimentară. Această placă face traducerea între SATA și interfața externă. Atunci când se utilizează eSATA, nu este necesară nicio traducere. Totuși, utilizarea USB sau Firewire poate avea și alte avantaje.
Există, de asemenea, o versiune de eSATA numită eSATAp. Aceasta combină pinii de la USB, cei de la SATA și cei de la conectorul de alimentare. Acest lucru face posibilă conectarea directă a unităților SATA sau USB în exterior, cu un singur cablu. Pe lângă date, prin acest cablu este transmisă și energia, astfel încât nu este necesară o conexiune suplimentară de alimentare.