В SIM-карте (Subscriber Identification Module) находится процессор (CPU), оперативная память (ОЗУ, RAM), постоянная память для хранения операционной системы ПЗУ (ROM), память для хранения информации пользователей, файловая система, контроллер ввода-вывода (I/O controller). В процессе включения SIM-карта и мобильный терминал (телефон) обмениваются «визитными карточками». Телефон считывает из SIM-карты файл, содержащий SST – SIM Service Table — определенным образом закодированную информацию о тех функциях STK, которые SIM умеет выполнять. В свою очередь телефон отправляет в SIM-карту TERMINAL PROFILE — определенным образом закодированную информацию о том, какие функции общения с SIM-картой он сможет поддерживать. В результате все проблемы решены и обе стороны получают информацию о способностях партнера и могут правильно взаимодействовать при реализации услуг на базе STK.
Основная функция SIM-карты — хранение идентификационной информации об аккаунте, что позволяет абоненту легко и быстро менять сотовые аппараты, не меняя при этом свой аккаунт, а просто переставив свою SIM-карту в другой телефон. Для этого SIM-карта включает в себя микропроцессор с ПО и данные с ключами идентификации карты (IMSI, Ki и т. д.), записываемые в карту на этапе её производства, используемые на этапе идентификации карты (и абонента) сетью GSM.
Также SIM-карта может хранить дополнительную информацию, например телефонную книжку абонента, списки входящих/исходящих телефонных номеров, текст SMS-сообщений. В современных телефонах чаще всего эти данные не записываются на SIM-карту, а хранятся в памяти телефона, поскольку SIM-карта имеет достаточно жёсткие ограничения на формат и объём хранимых на ней данных.
SIM-карта содержит микросхему памяти, поддерживающую шифрование. Существуют карты различных стандартов, с различным размером памяти и разной функциональностью. Есть карты, на которые при производстве устанавливаются дополнительные приложения (апплеты), такие как SIM-меню, клиенты телебанка, и т. д.
На самой карте телефонный номер абонента (MSISDN) в явном виде не хранится, он присваивается сетевым оборудованием оператора при регистрации SIM-карты в сети на основании её IMSI. По стандарту при регистрации одной SIM-карты в сети оператор может присвоить ей несколько телефонных номеров. Однако эта возможность требует соответствующей поддержки инфраструктурой оператора (и соответствующих затрат с его стороны), поэтому чаще всего не применяется.
При утрате SIM-карты абонент должен поставить в известность оператора, утерянная карта блокируется, и абоненту выдаётся новая карта (платно или бесплатно, в зависимости от условий оператора). Номер телефона, баланс и все подключённые услуги при этом остаются неизменными, но все абонентские данные, хранившиеся на SIM-карте, не подлежат восстановлению.
SIM-карта устанавливается в SIM-держатель сотового телефона, который в современных сотовых телефонах обычно располагается под аккумуляторной батареей. Расположение SIM-держателя под аккумулятором не позволяет устанавливать/извлекать SIM-карту при включённом питании телефона, потому что это может привести к повреждению карты.
В настоящее время можно встретить несколько типов SIM-карт, например: mini SIM, micro SIM и nano SIM. Обычная или mini SIM используется во многих сотовых телефонах и планшетах. Она имеет размеры 25x15 мм. Micro SIM отличается более компактными размерами 15х12 мм (micro-SIM можно встретить в современных смартфонах и планшетах). При покупке такого планшета необходимо позаботиться о получении SIM-карты нового формата. Стандартные mini SIM к нему не подходят. Nano SIM имеют размеры 12.3 x 8.8 мм (для того чтобы использовать micro SIM и nano SIM в слоте большего размера, предусмотрены специальные адаптеры).
Версия сайта для слабовидящих