第二代居民身份證是由多層聚脂材料複合而成的單頁卡式證件，採用非接觸式IC卡技術製作，具備視讀和機讀兩種功能。
第二代居民身份證的尺寸爲85.6mm×54.0mm×1.0mm，表面採用防僞膜和印刷防僞技術，內置數字芯片，使用個人彩色照片，信息可用機器讀取。證件正面印有國徽、證件名稱、長城圖案、證件的簽發機關和有效期限及彩色花紋；背面則印有持證人的照片、姓名、性別、民族、出生日期、常住戶口所在地住址、公民身份號碼等個人信息和彩色花紋。
第二代居民身份證自2004年3月29日起在中國大陸正式開始換髮，有效期爲10年。