O controlador de DMA tem acesso ao barramento do sistema e contém vários registradores que podem ser lidos ou escritos na CPU, incluindo registrador de endereço de memória, registrador de controle e registrador de contador de bytes.

O controlador lê um bloco do dispositivo, byte a byte, até que todo bloco esteja no buffer do controlador.

Muitos barramentos de DMA podem operar em dois modos: modo uma palavra de cada vez e modo em buffer.

No modo bloco, o controlador do DMA diz ao dispositivo para obter o barramento, emite uma série de transferências e então libera o barramento. Esse modo de operação é chamado de modo ciclo.

Em geral, apenas 3 (três) controladoras de DMA estão disponíveis numa placa-mãe.