Là một thẻ nhựa được gắn một bộ mạch tích hợp (thẻ chip) cho phép đáp ứng các nhu cầu về lưu trữ dữ liệu, bảo vệ dữ liệu, cũng như các nhu cầu về tính toán phức tạp như mã hóa và xác thực dữ liệu, đảm bảo tính bảo mật và tính toàn vẹn dữ liệu trên đường truyền. Dung lượng bộ nhớ khá lớn, thông thường là từ 64K – 128K. Thẻ thông minh có hai loại:

- Thẻ nhớ (memory card) thường chỉ gồm một bộ nhớ chỉ đọc (EEPROM) có thể lập trình, xóa được bằng tín hiệu điện.

- Thẻ vi xử lý: là thẻ có gắn một bộ vi xử lý, bộ vi xử lý này có kích thước rất nhỏ nhưng có cấu tạo gồm bộ nhớ EEPROM, bộ nhớ chỉ đọc (ROM), bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), CPU. Các các chi tiết của nó có vai trò giống như vai trò của các bộ phận tương tự trong một máy tính.

Phân loại thẻ theo công nghệ đọc:

- Thẻ tiếp xúc (contact card): thân thẻ chỉ chứa chip. Để đọc/ghi thông tin thì bề mặt chip phải tiếp xúc trực tiếp với  đầu đọc thẻ. Loại thẻ này được các tổ chức tài chính và các cơ quan truyền thông lựa chọn vì các ưu điểm về giá cả, về các chuẩn và độ bảo mật cao.

- Thẻ không tiếp xúc (contactless card): thân thẻ chứa chip và đường dây ăngten được dấu ngầm. Ăngten thường là đi vòng quanh thẻ, nó có nhiệm vụ làm trung gian nhận/phát sóng radio giữa đầu đọc thẻ và con chip trên thẻ. Trong sóng radio này sẽ gồm cả dữ liệu và nguồn cho chip hoạt động. Thẻ có thể được đặt cách đầu đọc thẻ khoảng 10 cm. Tốc độ xử lý của thẻ không tiếp xúc là nhanh hơn so với thẻ tiếp xúc. Vì vậy thẻ không tiếp xúc thường được ứng dụng tại những nơi cần phải xử lý nhanh như các phương tiện công cộng như xe bus, thẻ ra vào…Thẻ không tiếp xúc đắt hơn thẻ tiếp xúc nhưng lại không an toàn bằng thẻ tiếp xúc.

- Thẻ lưỡng tính: là thẻ kết hợp các đặc điểm của thẻ tiếp xúc và thẻ không tiếp xúc. Dữ liệu được truyền hoặc bằng tiếp xúc hoặc không tiếp xúc. Thẻ lưỡng tính đắt hơn rất nhiều so với 2 loại thẻ trên.