Technologia ThunderboltI/O została opracowana przez firmę Intel. Każdy interfejs jest wyposażony w dwa łącza pełnodupleksowej ścieżki danych 10 Gb/s, co jest do 12 razy szybsze niż w przypadku interfejsu Firewire800. Thunderbolt wykorzystuje format kodowania danych 64b/66b, a kontroler interfejsu opracowany przez firmę Intel może multipleksować złącza PCI-Express i DisplayPort w jeden strumień danych. Kontroler pierwszej generacji opracowany przez firmę Intel nosił nazwę kodową Light Ridge, kolejne kontrolery drugiej i trzeciej generacji nosiły odpowiednio nazwy kodowe Cactus Ridge i Redwood Ridge, a kontroler nowej generacji (czwartej generacji) był kodem- o nazwie Falcon Ridge.
W urządzeniu hosta kontroler uzyskuje dane PCI-Express z koncentratora kontrolera we/wy i uzyskuje dane DisplayPort z ujemnego sygnału w kontrolerze we/wy lub zewnętrznym kontrolerze graficznym, jak pokazano na rysunku 1. Następnie połączony sygnał jest wysyłany przez pełnodupleksowy sygnał różnicowy. Zasadniczo każdy kontroler jest wyposażony w dwa porty, które można połączyć w łańcuch.
