CPUを介さずに，I/O機器とメモリ間でバスを通じて直接データをやりとりする方式である．CPUのオーバヘッドを伴わずに，高速・大容量のデータ転送が可能となる．
　この方式はソフトウェア転送とは異なり，ハードウェアによるI/O-メモリ間のデータ転送である．CPUとデータ・バスの使用権の制御はDMAコントローラが行う．DMA要求がでると，DMAコントローラはCPUに対してバスの解放を要求する．CPUがバスを解放できる場合は，バス使用の許可信号を出すとともに，バスをハイ・インピーダンス状態にする．この状態でI/Oとメモリ間の直接データ転送が可能になる．
　DMAコントローラは，転送すべきアドレスをアドレス・バスに出力し，I/Oデバイスはデータ・バスにデータを出力する．
　データ転送が終了すると，DMAコントローラは再びバスの使用権をCPUに返還する．データ転送の方向は，メモリ→I/Oやメモリ→メモリも可能である．