如果把CPU比作大脑，内存和硬盘比作记忆仓库，那么主板及其上的总线系统就是遍布全身的神经网络，负责连接各个部件并传递信息。没有主板，再强大的CPU和显卡也只是无用的零件。
主板本质上是一块巨大的印刷电路板（PCB），上面布满了铜质线路，这些线路按照功能分为不同的"总线"。总线是计算机内部用于传输数据的公共通道，它规定了连接的设备类型、数据传输的格式和电气特性。主流主板通常集成了多种总线：PCIe总线用于连接显卡、固态硬盘等高速设备；SATA总线用于连接机械硬盘和光驱；USB总线用于连接键盘、鼠标等外设；内存总线则专门用于连接内存条。
PCIe（PCI Express）是目前最重要的内部总线。与早期的并行总线不同，PCIe采用串行传输技术，将数据拆分成小包发送，接收端再重新组装。串行总线避免了并行总线中信号同步的难题，能够以极高的频率运行。PCIe链路由通道（lane）组成，一个通道包含两对差分信号线，分别用于发送和接收。根据每条通道的传输速率，PCIe分为多个世代：PCIe 3.0每通道约1GB/s，PCIe 4.0翻倍到约2GB/s，PCIe 5.0再翻倍到约4GB/s。显卡通常使用x16插槽，即16条通道并行工作，总带宽相当可观。
芯片组是主板上的另一个关键部件。在早期计算机中，芯片组分为北桥和南桥：北桥靠近CPU，负责连接内存和显卡这些高速设备；南桥则负责连接硬盘、USB等低速外设。随着CPU集成度的提高，内存控制器和PCIe控制器被直接整合进CPU，北桥的功能逐渐被CPU取代。现代主板上的芯片组（如英特尔的Z790、AMD的B650）实际上只剩下南桥的职能，称为"平台控制器中心"，负责扩展出额外的PCIe通道、SATA接口、USB接口等。
主板与CPU之间存在"兼容性"问题。不同代际的CPU通常需要不同的主板插槽，比如英特尔的LGA1700插槽对应第12到14代酷睿处理器，而AMD的AM5插槽则对应锐龙7000系列及后续产品。此外，主板芯片组也会对功能有所限制：高端芯片组支持CPU超频、更多PCIe通道和更多USB接口，而入门级芯片组则砍掉了这些功能以降低成本。