DMA是一种无须CPU的参与就可以让外设与系统内存之间进行双向数据传输的硬件机制。 使用DMA可以使系统CPU从实际的I/O数据传输过程中摆脱出来， 从而大大提高系统的吞吐率。 DMA通常与硬件体系结构， 特别是外设的总线技术密切相关。
DMA方式的数据传输由DMA控制器（DMAC） 控制， 在传输期间， CPU可以并发地执行其他任务。当DMA结束后， DMAC通过中断通知CPU数据传输已经结束， 然后由CPU执行相应的中断服务程序进行后处理。
DMA与Cache一致性
Cache和DMA本身似乎是两个毫不相关的事物。 Cache被用作CPU针对内存的缓存， 利用程序的空间局部性和时间局部性原理， 达到较高的命中率， 从而避免CPU每次都必须要与相对慢速的内存交互数据来提高数据的访问速率。 DMA可以作为内存与外设之间传输数据的方式， 在这种传输方式之下， 数据并不需要经过CPU中转。
假设DMA针对内存的目的地址与Cache缓存的对象没有重叠区域 ， DMA和Cache之间将相安无事。 但是， 如果DMA的目的地址与Cache所缓存的内存地址访问有重叠， 经过DMA操作， 与Cache缓存对应的内存中的数据已经被修改， 而CPU本身并不知道， 它仍然认为Cache中的数据就是内存中的数据， 那在以后访问Cache映射的内存时， 它仍然使用陈旧的Cache数据。 这样就会发生Cache与内存之间数据"不一致性"的错误。